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DISSERTAÇÃO
ATIVIDADE MICROBIANA E AGREGAÇÃO
DE UM LATOSSOLO VERMELHO
DISTROFÉRRICO EM CAMPINAS, SP, SOB
USOS E MANEJOS DISTINTOS
GERALDO MAGELA FERREIRA
Campinas, SP 2008
INSTITUTO AGRONÔMICO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL E SUBTROPICAL
ATIVIDADE MICROBIANA E AGREGAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO DISTROFÉRRICO EM
CAMPINAS, SP, SOB USOS E MANEJOS DISTINTOS
GERALDO MAGELA FERREIRA
Orientadora: Sonia Carmela Falci Dechen Co-orientadora: Sueli dos Santos Freitas
Campinas – SP Junho 2008
Dissertação submetida como requisitoparcial para obtenção do grau de Mestreem Agricultura Tropical e Subtropical,Área de Gestão em RecursosAgroambientais.
ii
Ficha elaborada pela bibliotecária do Núcleo de Informação e Documentação do Instituto Agronômico F383a Ferreira, Geraldo Magela Atividade microbiana e agregação de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos. / Geraldo Magela Ferreira. Campinas, 2008. 70 f. Orientadora: Sonia Carmela Falci Dechen Co-orientadora: Sueli dos Santos Freitas Dissertação (Mestrado) Concentração em Gestão de Recursos Agroambientais - Instituto Agronômico
1. Biomassa microbiana 2. Agregados do solo, 3. Lodo de esgoto, 4. Carbono no solo. I. Sonia Carmela Falci Dechen II. Sueli dos Santos Freitas III. Título
CDD. 662
Aos meus pais, Augusto e Aparecida, DEDICO Aos meus irmãos(ãs), cunhados(as) e
sobrinhos por todo apoio e incentivo ,
OFEREÇO
iii
AGRADECIMENTOS
- À Dra. Sonia Carmela Falci Dechen pela orientação objetiva e incentivo à conclusão
do projeto;
- À Dra. Sueli dos Santos Freitas pela co-orientação e esclarecimentos sobre a
microbiologia relacionada ao projeto;
- À Dra. Isabella Clerici De Maria pela participação na elaboração do tema do projeto e
auxílio nas análises dos dados;
- Ao Dr. Dr José Ruy Porto de Carvalho, Chefe-Adjunto Administrativo do CNPTIA-
Embrapa pelo auxílio para análise estatística dos dados;
- Aos doutores Ricardo Marques Coelho, Sidney Rosa Vieira, Sandro Roberto
Brancalião e Márcio Koiti Chiba pelos esclarecimentos prestados em tópicos
específicos da área técnica;
- Aos funcionários do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e Recursos
Ambientais do Instituto Agronômico, Maria Elizabete Alves de Freitas, Luzia
Aparecida Felisbino da Silva, Regina Célia Batista Moretti (Laboratório de Física do
Solo), Rosana Gierts Gonçalves, Maria Tereza Bueno Mangussi (Laboratório de
Microbiologia do Solo), Silvia Luisa dos Santos Lima, Sandra Mara Teixeira Antunes
(Secretárias), Antonio Ribeiro de Souza, Carlos Coutinho, João Gimenez Gonçalez
(campo), Ana Maria Pereira, Nilva Rezende, Maria Leonilda Machado de Souza
(Manutenção) pelo auxílio nas atividades relacionadas ao projeto, pela amizade e
companhia;
- Aos doutores Luiz Henrique Carvalho, Reginaldo Roberto Luders, pesquisadores do
Centro de Grãos e Fibras do IAC e ao Dr. Paulo de Souza Gonçalves do Centro de Café
do IAC, pela cessão de área para a coleta de amostras de solo;
- À Dra. Célia Regina Grego, pesquisadora da Embrapa Monitoramento por Satélite
pelo auxílio durante a instalação das parcelas no campo;
- Aos Funcionários da Secretaria da Pós-Graduação e da Biblioteca do Instituto
Agronômico pelo excelente atendimento sempre prestado, amizade e simpatia;
- À FAPESP pelo auxílio financeiro concedido;
- A todos os estagiários do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e Recursos
Ambientais do Instituto Agronômico que contribuíram para a realização deste projeto;
- A todos que trabalham para o sucesso da Pós-Graduação do IAC, em especial aos
alunos ingressantes nos cursos em 2006, meus colegas de turma.
iv
BIOGRAFIA
Nascido em 7 de janeiro de 1968 em Campinas, SP, inicia sua carreira
profissional em 1986, após a realização de cursos de eletrônica na escola SENAI e
Técnico em Eletrotécnica na “ETESG Bento Quirino” em Campinas. Em 1991,
reconhecendo sua paixão pela flora e agricultura, deixa seu trabalho na Empresa Xerox
do Brasil e ingressa na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias,
UNESP/Jaboticabal. Durante a graduação foi bolsista do Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, participando de projetos na área de
fisiologia vegetal. Concluído o curso, em 1996 inicia trabalhos de assessoria na Casa da
Agricultura de Valinhos, SP, sendo contratado posteriormente como engenheiro
agrônomo pelo convênio entre a Coordenadoria de Assistência Técnica Integral - CATI
e a Prefeitura de Valinhos, onde realiza trabalhos nas áreas de fruticultura, olericultura,
além de associativismo e organização rural. Durante três anos (1998/2001) é
coordenador do Serviço Nacional de Aprendizagem Rural (SENAR) de Valinhos
contribuindo para a implantação do turismo rural na cidade, hoje integrada ao Circuito
Turístico das Frutas no Estado de São Paulo. No final de 2001 ainda no mesmo
município, é transferido para o Departamento de Praças e Jardins (DPJ) onde atua como
engenheiro agrônomo até 2005. Em 2006 ingressa no curso de Pós-Graduação em
Agricultura Tropical e Subtropical do Instituto Agronômico na área de Gestão de
Recursos Agroambientais. No ano de 2007 é contratado pela Fundação Parque
Zoológico de São Paulo onde assume o cargo de Engenheiro Agrônomo do Setor de
Produção Rural.
v
SUMÁRIO
PáginaÍNDICE DE TABELAS .......................................................................................... vii ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................... viii RESUMO ................................................................................................................ ix ABSTRACT ............................................................................................................ xi 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 1 2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................ 3 2.1 Uso e Manejo do Solo Agrícola ........................................................................ 3 2.2 Agregação e Atividade Microbiana do Solo ..................................................... 5 2.3 Indicadores Biológicos de Qualidade e Métodos de Avaliação......................... 10 2.4 Análise de Componentes Principais................................................................... 12 3 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................. 14 3.1 Localização e descrição dos tratamentos .......................................................... 14 3.2 Coleta e Preparo das Amostras de Solo ............................................................ 19 3.3 Análises Microbiológicas................................................................................... 22 3.4 Análises Químicas ............................................................................................. 23 3.5 Análises Físicas ................................................................................................. 24 3.6 Análises Estatísticas .......................................................................................... 25 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 26 4.1 Variáveis Microbiológicas ................................................................................ 26 4.2 Agregação ......................................................................................................... 31 4.3 Fertilidade do Solo ............................................................................................ 38 4.4 Análises Estatísticas .......................................................................................... 44 4.4.1 Análise de Componentes Principais ............................................................... 48 4.4.2 Considerações Gerais...................................................................................... 60 5 CONCLUSÕES ................................................................................................... 63 6 REFERÊNCIAS ................................................................................................... 63
vi
ÍNDICE DE TABELAS
PáginaTabela 1 Composição média do lodo de esgoto aplicado ................................... 17 Tabela 2 Uso do solo em cada tratamento na época da coleta de solo ............... 18 Tabela 3 Atributos microbiológicos nos tratamentos e períodos de avaliação ... 30 Tabela 4 Distribuição dos agregados por peneiramento via úmida, nos
tratamentos e períodos de avaliação .................................................... 32
Tabela 5 Atributos de fertilidade do solo nos tratamentos e períodos de avaliação .............................................................................................. 40
Tabela 6 Matriz de correlação linear simples entre as variáveis dos atributos químicos da fertilidade do solo, microbiológicos e físicos de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos .................................................................................
45
Tabela 7 Resumo dos componentes principais da análise multivariada ............. 49 Tabela 8 Correlações entre atributos analisados e componentes principais para
a época 1 de avaliação ......................................................................... 50
Tabela 9 Correlações entre atributos analisados e componentes principais para a época 2 de avaliação ......................................................................... 54
Tabela 10 Correlações entre atributos analisados e componentes principais para a época 3 de avaliação ........................................................................ 57
Tabela 11 Correlações entre atributos analisados e componentes principais para as épocas 1x2x3 de avaliação .............................................................. 59
Tabela 12 Quadro geral de análise de componentes principais para épocas ........ 62
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
PáginaFigura 1 Localização e coordenadas geográficas da cidade de Campinas, SP 15 Figura 2 Aplicação do lodo de esgoto ............................................................ 16 Figura 3 Vista geral da distribuição das áreas dos 8 tratamentos: 1 - Cultura
perene – seringueira; 2 - Cultura anual/SD 20 anos; 3 - Cultura anual/lodo de esgoto doses 0, 1 e 2; 4 - Cultura anual/SD8 anos; 5 - Algodão/plantio convencional; 6 - Mata nativa .................................
19
Figura 4 Coleta de amostras............................................................................ 19 Figura 5 Amostra de solo com agregados....................................................... 19 Figura 6 Área com plantio convencional nas três épocas de amostragem da
esquerda para direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 ..................................................................................................
20
Figura 7 Área com SSD8 nas três épocas de amostragem a esquerda para direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 .............. 20
Figura 8 Área com SSD20 nas três épocas de amostragem a esquerda para direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 .............. 20
Figura 9 Área de plantio permanente nas três épocas de amostragem a esquerda para direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 ..................................................................................................
20
Figura 10 Área com cultura anual e aplicação de lodo de esgoto (doses 0, 1 e 2) nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 ...............................
21
Figura 11 Área com mata nativa(M) a esquerda para direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 ............................................. 21
Figura 12 Equipamento para peneiramento da amostra de solo ....................... 21 Figura 13 Filtragem do extrato contendo carbono, durante determinação do
CBM ................................................................................................. 22
Figura 14 Titulação do extrato contendo carbono durante determinação do CBM ................................................................................................. 22
Figura 15 Agitador de Yoder ............................................................................ 24 Figura 16 Conjunto de peneiras ........................................................................ 24 Figura 17 Classe de agregados nos tratamentos e períodos de avaliação ......... 36 Figura 18 Relação dos componentes principais (1 e 2 ; 2 e 3).em julho de
2006 .................................................................................................. 53
Figura 19 Relação dos componentes principais (1 e 2; 2 e 3) em janeiro de 2007 .................................................................................................. 55
Figura 20 Relação dos componentes principais (1 e 2; 2 e 3) em julho de 2007 .................................................................................................. 58
viii
FERREIRA, Geraldo Magela. Atividade microbiana e agregação de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos. 2008. 70 f. Dissertação (Mestrado em Gestão de Recursos Agroambientais) – Pós-Graduação – IAC.
RESUMO
O experimento, sob usos e manejos distintos e em três épocas de amostragem,
teve início no ano agrícola de 2006/07 com os objetivos de avaliar o teor de matéria
orgânica, a atividade da microbiota e a agregação bem como a atividade microbiana em
duas frações de agregados. Os tratamentos foram: cultura anual em sistema semeadura
direta com oito anos (cultura anual - SD8 anos) e vinte anos (cultura anual - SD20 anos)
de implantação, cultura anual em plantio convencional (algodão - plantio conv.), cultura
anual com uso de lodo de esgoto em três doses de aplicação (cultura anual/lodo 0 – 0 t
ha-1, lodo 1 - 10 t ha-1 e lodo 2 - 20 t ha-1), cultura permanente (cultura perm –
seringueira) e mata nativa. O projeto foi implantado em áreas experimentais
pertencentes ao Centro Experimental Central do Instituto Agronômico em Campinas,
SP. A coleta de amostras de solo foi realizada em julho de 2006 e de 2007 – (estação
seca) e janeiro de 2007 (estação das águas) na profundidade de 0-10 cm. Valores de
atributos químicos (macro e micronutrientes), microbiológicos (carbono da biomassa
microbiana, CBM e quociente microbiano) e físicos (classes de tamanho de agregados,
diâmetro médio ponderado - DMP e geométrico - DMG dos agregados), foram
analisados nas frações de macro (9,52-2,00 mm) e microagregados (< 2,00mm).
Empregando análises univariada e multivariada (análise de componentes principais) de
trinta variáveis analisadas verifica-se que a agregação apresenta os maiores valores de
DMP para manejos com menor revolvimento do solo (cultura anual - SD20 anos,
cultura anual - SD 8 anos e cultivo permanente - seringueira), tomando a mata nativa
como testemunha. Os resultados das variáveis microbiológicas e de carbono orgânico
nos macro e nos microagregados não apresentaram diferenças significativas. Verificou-
se ainda que o uso dado ao solo influencia mais a microbiota do que os micro-habitats
definidos pelos macro e microagregados. A mata nativa diferenciou-se dos demais
tratamentos o que mostra que sua substituição por usos e manejos altera a qualidade de
origem do solo. Não se evidenciou, entre as épocas da seca e das águas,
comportamentos distintos para avaliação da agregação e da atividade microbiana.
ix
Palavras-Chave: agregados do solo, biomassa microbiana, lodo de esgoto, carbono no
solo.
x
FERREIRA, Geraldo Magela. Microbiological activity and aggregation of a Rhodic Hapludox in Campinas, SP, under different soil uses and managements. 2008. 70 f. Dissertação (Mestrado em Gestão de Recursos Agroambientais) – Pós-Graduação – IAC.
ABSTRACT
The experiment with different soil uses and management with sampling along
three seasons was installed in 2006/07 in order to evaluate the soil organic matter
content, the microbial activity, the soil aggregation and the microbial activity measured
inside two soil aggregate fractions. The treatments were: annual crop cultivated for
eight years under no-tillage system (annual crop - NT8 years) and annual crop
cultivated for twenty years under no-tillage system (annual crop - NT20 years), annual
crop in conventional tillage (cotton – conventional tillage), annual crop with the use of
sewage sludge in three application levels (annual crop/sludge 0 - 0 tha-1, sewage sludge
1 – 10 t ha-1 and sewage sludge 2 - 20 t ha-1), permanent crop (perm. crop – rubber tree),
and native forest. The project was conducted in experimental fields belonging to the
Centro Experimental Central of Instituto Agronomico in Campinas, State of São Paulo,
Brazil. The soil samples were collected in July 2006 and July 2007 - (dry season) and
in January 2007 (wet season) at the 0-10 cm depth. Chemical attributes (macro and
micronutrients), microbiological parameters (carbon microbial biomass, microbial
quotient and microbial biomass carbon - MBC) and soil physical properties (class size
of aggregates and mean weighted diameter of aggregates - MWD) for the aggregates
retained in sieves of 9.52 - 2.00 mm (macro aggregates) and for the ones that passed the
sieve of 2.00 mm (micro aggregates) were analyzed. Using univariate and multivariate
analyses (principal component analysis) of thirty response variables analyzed it appears
that the aggregation shows the highest values of MWD to managements with the least
soil tillage (annual crop - NT8 years, annual crop - NT20 years, and perm. crop – rubber
tree), using the native forest as a control. The results of microbiological variables and
organic carbon in the soil macro and micro aggregates showed no significant statistical
differences. It was also found that the use of the soil affects the microbiota more than
the micro-habitats defined by macro and micro aggregates. The native forest is
statistically different from the other treatments showing that its replacement by other
soil uses and management changes the original soil quality. Wet and dry season
xi
samplings did not show different behavior in aggregation and microbial activity
evaluation.
Keywords: soil aggregates, microbial biomass, sewage sludge, soil carbon.
xii
1 INTRODUÇÃO
A demanda energética para a manutenção das atividades mundiais humanas tem
gerado impactos negativos para o equilíbrio dos ecossistemas. O homem, depois de
muito caminhar exaurindo os recursos naturais prepara-se para a nova fronteira do
desenvolvimento da gestão ambiental. As ações atuais da humanidade devem ser
reestruturadas ou banidas, baseadas em uma linha de pesquisa científica que mantenha
cada vez mais presente a biodiversidade. Assim, a proposta é seguir na direção da
sustentabilidade que visa atender às necessidades do presente sem comprometer as
possibilidades das futuras gerações de atenderem suas próprias necessidades (CMMAD,
1991). Torna-se imprescindível a adoção das recomendações da Agenda 21, documento
formado após definições da Conferência Mundial Sobre Meio Ambiente realizada em
1992 na cidade do Rio de Janeiro (ECO 92), que contém um plano de ação baseado no
compromisso entre sociedade e governo brasileiro visando à escolha de cenários futuros
baseados na realização de um projeto nacional de desenvolvimento sustentável
(AGENDA 21 BRASILEIRA, 1999). A ciência do solo, com suas técnicas de
conservação é um grande instrumento na busca desse objetivo.
A substituição das florestas nativas por diversos manejos e usos seja pela
introdução do cultivo convencional, perene ou em sistema de semeadura direta promove
uma queda no estoque de carbono do solo (ALVARENGA et al., 1999; MENDES et al.,
2003; MERCANTE et al., 2005; NDAW et al., 2006). O cultivo excessivo reduz a
produção, causa erosão do solo resultando em perda de estrutura física, matéria orgânica
e conseqüentemente de grande parte da biodiversidade dos solos. Dentro dessa
biodiversidade encontram-se os microrganismos que influenciam os atributos físicos e
químicos do solo. Os microrganismos estão ligados intimamente à própria formação e
fertilidade do solo (ZILLI et al., 2003). Para os solos tropicais, o cultivo excessivo é
preocupante, pois os minerais de argila são predominantemente 1:1 com CTC
dependente da matéria orgânica.
O uso e o manejo de um solo alteram os níveis de material orgânico e
conseqüentemente interferem na atividade da microbiota e no ciclo do carbono. O solo
é também um grande compartimento de CO2 e importante para o ciclo do carbono e
controle de suas emissões. De acordo com sua porosidade, o solo possui uma
concentração atmosférica de CO2 de 10 a 100 vezes maior que a da superfície,
ocorrendo o inverso quanto ao teor de O2. Estas diferenças encontradas são devidas à
respiração dos microorganismos e raízes que consomem e eliminam CO2. Em geral, o
CO2 diminui e o O2 aumenta com a profundidade (TSAI et al., 1992). A matéria
orgânica, presente em torno de 2-3 % nos solos desenvolvidos em clima tropical possui
alta capacidade de interagir com outros componentes, alterando-lhe as propriedades
físicas, químicas e biológicas. Esta interação no compartimento solo é também
responsável pela formação dos agregados do solo, que podem ser denominados como o
habitat do carbono no solo. Trata-se de um processo dinâmico de grande importância
para a manutenção da qualidade do solo. A qualidade do solo refere-se à sua
capacidade de sustentar a produtividade biológica dentro das fronteiras do ecossistema,
mantendo o equilíbrio ambiental e promovendo a saúde de plantas e animais e do
próprio ser humano (DORAN et al., 1996).
Nos solos, a mais importante reserva de matéria orgânica e, conseqüentemente,
de carbono, são os agregados. A agregação do solo, realizada pela ação de hifas de
fungos e substâncias orgânicas provenientes das raízes das plantas ou dos produtos da
decomposição da matéria orgânica pelos microrganismos, vem sendo enfatizada como
um dos fatores mais importantes para o seqüestro de carbono no solo (MACHADO,
2005). Comumente, as análises microbiológicas em solo são realizadas utilizando-se
apenas a fração de agregados menor que 2,00 mm, porém o conhecimento do acúmulo
de carbono em diferentes frações de agregados de solo (macro ou microagregados) pode
ser de grande importância na avaliação do comportamento desse elemento no solo.
Um estudo maior dessas interações justifica-se, pois, segundo RODRIGUES
(2000) o grande desafio da ciência do solo é demonstrar a relação entre níveis de
atividade biológica e o funcionamento sustentável do ecossistema. A atividade e a
diversidade da biota, entre outros fatores, podem ser usadas como indicadores da
qualidade de um solo (ZILLI et al., 2003).
O manejo do solo tem sido apontado como um dos fatores no seqüestro de
carbono. O solo é considerado um potencial reservatório temporário de CO2,
apresentando cerca de 2 a 2,5 vezes maior quantidade desse elemento que nos vegetais e
no ar respectivamente (BOLONHEZI et al., 2004). Dessa forma, dependendo do
manejo, o solo pode se tornar um dreno ou uma fonte de carbono no ecossistema.
Atualmente, como resultado do preparo intensivo, em relação à condição virgem, os
solos agrícolas tiveram seus conteúdos de carbono reduzidos de 30 a 50 % (AMADO et
al., 2003).
2
A agricultura convencional, embasada na operação de preparo do solo pela
aração seguida de diversas gradagens niveladoras, agrava o consumo de carbono
especialmente quando essas operações são realizadas duas vezes ao ano. Além disso, a
aração seguida de várias gradagens predispõe o solo à erosão hídrica, que também
contribui para o agravamento das emissões de CO2 para a atmosfera. O sistema
semeadura direta (SSD) é um exemplo de uso da terra para a agricultura nas regiões
tropicais úmidas e subtropicais. O SSD propicia segurança alimentar com baixo
impacto ambiental, principalmente quanto à erosão, e ainda favorece o seqüestro de
carbono devido ao menor revolvimento do solo e maior acúmulo dos restos de cultura
sobre a superfície de cultivo.
Como manter a capacidade de reserva de carbono no solo diante da necessária
exploração agrícola? Um estudo da atividade microbiana e da agregação relacionadas
aos usos e manejos do solo poderá produzir respostas para essas questões.
Desse modo, o presente trabalho teve por objetivo estudar atributos físicos,
químicos e microbiológicos do solo em oito usos e manejos distintos: mata nativa,
cultura permanente (seringueira), cultura de grãos em sistema semeadura direta com
implantação há oito e há vinte anos, cultura de grãos em plantio convencional com uso
de lodo de esgoto em três doses e algodão em plantio convencional baseado nas
hipóteses:
- o uso e o manejo do solo alteram seu conteúdo de material orgânico e
consequentemente interferem na atividade da microbiota, no ciclo do carbono e na
agregação do solo;
- a atividade microbiana quando avaliada em macroagregados (9,52-2,00 mm) e
microagregados(<2,00 mm) do solo apresentam valores distintos para os atributos
microbiológicos;
- em usos e manejos do solo a avaliação de atributos físicos, químicos e
biológicos apresenta valores distintos entre amostras de solo coletadas em diferentes
épocas.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Uso e Manejo do Solo Agrícola
Diversos trabalhos têm relatado as alterações do solo de acordo com seu uso e
3
manejo. SILVA & SILVEIRA (2002) trabalharam com atributos químicos e físicos do
solo em rotação de culturas (milho, feijão e arroz) em plantio convencional e direto.
Esses autores observaram um acúmulo maior de cálcio e magnésio na camada do solo
de 0-10 cm de profundidade em sistema plantio direto. Concluíram que os manejos
agrícolas afetaram a estrutura do solo no que se refere ao tamanho dos agregados, sendo
os maiores valores encontrados nos manejos com menor movimentação do solo. Houve
ainda alteração na distribuição de nutrientes no perfil do solo, ocorrendo maior
concentração nas camadas superficiais naqueles em que também houve menor
movimentação de terra.
CENTURION et al. (2001) estudaram a fertilidade de um solo sob pastagem e
sob manejo convencional com cultivo de cana-de-açúcar e milho em relação à sua
condição de origem (floresta latifoliada tropical). Observaram que os teores de macro e
micronutrientes eram maiores no solo sob mata, apresentando diferenças em relação aos
demais tratamentos. Os dados evidenciaram que o manejo do solo, independente da
cultura utilizada, provocou decréscimo nos níveis dos macronutrientes e aumento da
acidez do solo, o que indica degradação das propriedades químicas do solo em relação
ao solo original.
WENDLING et al. (2005) concluíram, entre diferentes manejos, que o cultivo
do solo reduz a estabilidade de agregados em água, quando comparado aos valores
anteriores ao desmatamento e que o plantio direto aumenta os índices de agregação em
relação ao preparo convencional, mas diminui em relação à mata nativa.
No Brasil, com o objetivo de oferecer um destino sustentável para o lodo de
esgoto, diversos estudos têm surgido analisando a capacidade do uso agrícola do
resíduo, mostrando sua influência na atividade microbiana e na estrutura (MARCIANO
et al., 2001; PASSIANOTO et al., 2001). Segundo BERNARDES (1982) ocorre
também uma diminuição na densidade do solo com a aplicação do lodo. Em seu
experimento, realizado em Latossolo Vermelho Escuro distrófico argiloso, em que
foram aplicadas duas doses de lodo de esgoto (0,40 t ha-1 e 0,80 t ha-1) com e sem
adição de calcário por quatro anos consecutivos com milho, foi observado que a
quantidade de agregados com diâmetro superior a 1 mm aumentou significativamente
no tratamento com lodo sem calcário e no tratamento com 0,80 t ha-1 de lodo (JORGE et
al.,1991). SOARES (2005) concluiu que a aplicação continuada de crescentes doses de
lodo de esgoto aumentou linearmente os teores de carbono orgânico, porém em doses
acumuladas em seis anos, que totalizaram 120 Mg ha-1 o carbono associado aos
4
microrganismos (carbono da biomassa microbiana) sofreu redução.
2.2 Agregação e Atividade Microbiana do Solo
Os solos agrícolas têm sua sustentabilidade apoiada em manejo e usos
adequados relacionados às suas características topográficas, físicas, químicas, climáticas
e biológicas. O somatório destes fatores, em condições naturais sem interferência do
homem, resulta num determinado tipo de vegetação, estrutura e comunidade biológica.
O solo não deve ser considerado como um único habitat de grande extensão geográfica.
Ao contrário, ele se constitui de inúmeros microssítios caracterizados não apenas pelas
condições edafoclimáticas, mas ainda por fatores peculiares, como a presença de uma
partícula de matéria orgânica, de uma raiz, de um microporo saturado por água, de
maior ou menor facilidade de trocas gasosas (CARDOSO et al., 1992). As frações
denominadas agregados do solo contemplam esse universo.
Muito já se discutiu sobre a eficiência dos métodos utilizados para o estudo da
agregação do solo. SILVA et al. (1996), em amostras de 0-5 cm de um solo Podzólico
Vermelho Amarelo, verificaram diferenças significativas na estabilidade dos agregados
quando o método empregado era o de KEMPER & CHEPIL (1965), que trabalha com
agregados na classe de 8 a 4,76 mm e ou com o de KEMPER & ROSENEAU (1986),
que utiliza agregados menores que 8 mm. Existem resultados bem diferentes de acordo
com métodos que envolvem diferentes tipos de amostragem, condição de umidade da
amostra, tamanho inicial dos agregados, tipo de umedecimento e forma de
desintegração aplicada. Nas mesmas condições, em seis épocas amostradas, os
resultados obtidos por SILVA et al. (1996) tiveram correlação positiva entre esses dois
métodos por eles analisados.
OSÓRIO FILHO et al. (2002), em solo sob diferentes manejos, observaram que
os ocupados por cultivo perene apresentaram maior diâmetro médio ponderado (DMP)
de agregados estáveis do que em solos com cultivos anuais, mas ainda menores que os
encontrados em solos não cultivados e verificaram estar a agregação do solo
diretamente relacionada à cobertura vegetal, visto que esta é a fonte de energia para a
atividade microbiana, a qual tem efeito na estabilidade dos agregados.
2
5
Pesquisas sobre solos concluem que sistemas de manejo de solo com menor
revolvimento da terra como o sistema semeadura direta (SSD) possuem maior
quantidade de material orgânico, sendo estes mais evidentes na camada superficial de 0-
20 cm (ANJOS et al., 1994). STONE & SILVEIRA (2004), estudando a compactação
de solo que também ocorre em plantio direto, comparando os sistemas de plantio direto
contínuo e o anual, isto é, aração no inverno e plantio direto no verão, verificaram, após
quatro anos de semeadura de soja, que o solo sob plantio direto contínuo apresentou
maiores valores de densidade e menores de macroporosidade e porosidade total que a
sucessão de aração e plantio direto, principalmente na camada de 0-20 cm. Entretanto,
o fato de não revolver a terra aumentou a porcentagem de agregados maiores que 2 mm.
CARPENEDO & MIELNICZUK (1990), após experimento realizado durante
quatro anos, verificaram que a rotação de culturas não melhorou a estrutura do solo,
mas em sistema plantio direto houve um aumento do DMP dos agregados em uma das
várias áreas estudadas. Ao analisarem detalhadamente a estrutura interna desses
agregados observaram que esse aumento ocorreu por forças de compressão e não por
ação biológica das raízes e microrganismos. Em outra área, o preparo convencional não
apresentou diferenças em relação aos níveis de agregação em áreas com pastagens ou
com plantio direto. Consideraram que esse comportamento foi devido possivelmente à
maior profundidade de lavração ocorrida no preparo convencional que trouxe à
superfície parte da camada compactada existente, dando origem à elevada porcentagem
de agregados estáveis com diâmetro superior a 2 mm. Esses agregados apresentaram
baixa porosidade indicando que foram obtidos por forças de compressão.
ANJOS et al. (1994), determinando as propriedades físicas de diferentes tipos de
solo nas profundidades de 0-20 cm e de 0-40 cm sob cultivo convencional (PC), plantio
direto (PD), pastagem e convencional com subsolagem observaram aumento da
densidade dos solos nos diferentes sistemas de manejo em relação ao solo da mata.
Quanto à profundidade, não verificaram alteração significativa em relação aos manejos
nos solos estudados: Latossolo Vermelho Amarelo húmico álico, Cambissolo húmico
álico, Cambissolo Bruno húmico álico e Podzólico Vermelho Escuro distrófico.
TOLENTINO et al. (2005), em Latossolo Vermelho distrófico de cerrado, em
amostras coletadas nas profundidades 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm, em cultivo
convencional e com diferentes culturas, verificaram que não houve diferenças quanto à
estabilidade dos agregados e que a matéria orgânica do solo apresentou boa correlação
com agregados de diâmetro maior que 2 mm e com o DMP. CUNHA et al. (2005), no
6
mesmo tipo de solo, verificaram que na camada superficial do solo (0-10 cm) a rotação
milho-feijão-soja em plantio direto apresentou menor porcentagem de agregados
maiores que 2 mm em relação à mata. Já com rotação incluindo a braquiária no verão, a
diferença foi menor.
Em relação ao processo de formação dos agregados, alguns pesquisadores
discutem sua origem e classes de tamanho (hierarquia) ou o que foi definido neste
trabalho como macro e microagregados. De acordo com TISDALL & OADES (1982) e
OADES & WATERS (1991), os macroagregados são os maiores que 250 µm e
formados principalmente pela ação das raízes que, quando morrem, contribuem para o
declínio da estabilidade dos agregados. Com a quebra dos macroagregados surgem
partículas de 20 a 250 µm, chamadas microagregados. Desse modo, observaram que as
frações ou classes dos agregados no solo são controladas pela presença do material
orgânico. Os microagregados seriam formados especialmente por células de plantas e
microbianas e seus subprodutos ligados às partículas minerais do solo. Os
macroagregados, devido sua formação, são dependentes do manejo do solo e bastante
suscetíveis às alterações. Solos muito cultivados apresentam baixa porcentagem de
macroagregados em relação aos solos de mata ou plantio direto. Segundo FREY (2005)
esta hierarquia de agregação é mais evidente em solos de clima temperado do que em
solos tropicais, onde há a ocorrência de argila 1:1 e ciclagem mais rápida de material
orgânico em solos, principalmente quando cultivados.
CAMARGO & ALLEONI (1997) citaram que o tamanho ótimo de um agregado
após o preparo do solo varia com a cultura anterior, com o preparo e com a quantidade
de água (via chuva ou irrigação) durante o período de crescimento do agregado.
Destacaram que o papel que os agregados do solo têm no crescimento das raízes está
relacionado, em parte, com o grau de penetração das raízes em seu interior. SILVA &
MIELNICZULK (1997) estudaram a ação do sistema radicular de plantas na formação e
estabilização dos agregados em solos de textura argilosa submetidos ao plantio direto e
convencional e concluíram que, além das substâncias agregantes, existem os agentes de
agregação representados pelo clima, raízes, microrganismos e pelo próprio
fracionamento do solo. A alta densidade de raízes promove a aproximação de partículas
dos agregados pela constante absorção de água do perfil do solo. As periódicas
renovações do sistema radicular e a uniforme distribuição dos exsudatos no solo
estimulam a atividade microbiana, cujos subprodutos atuam na formação e estabilização
dos agregados. Os autores ainda observaram que gramíneas perenes como capim
7
pangola e setária, por apresentarem maior densidade de raízes e melhor distribuição do
sistema radicular, favorecem as ligações do ponto de contato entre partículas minerais e
agregados, contribuindo para a formação e estabilidade dos agregados.
WOLEMBERG et al. (2002) realizaram trabalho com o objetivo de relacionar
agregação com parâmetros químicos, físicos e biológicos pela determinação do carbono
da biomassa microbiana e do carbono orgânico, os quais se relacionaram
significativamente com o DMP dos agregados.
PEREZ et al. (2004), em Latossolo Vermelho Amarelo argiloso, coletaram
amostras de solo na profundidade de 0-40 cm de profundidade em diferentes sistemas
de manejo como: plantio convencional com soja seguido de milho com vários preparos;
semeadura direta de soja; com subsolagem e duas gradagens; com apenas uma
gradagem. Entre os atributos analisados observaram valores decrescentes de carbono
orgânico conforme o aumento da profundidade do solo. Independente da época
amostrada, na faixa de 0-20 cm, foram encontrados os maiores valores de carbono
orgânico e de carbono da biomassa microbiana. Concluíram que as diferentes práticas
de manejo alteram o carbono do solo e que no sistema plantio direto os valores de
carbono da biomassa microbiana do solo são mais estáveis principalmente na camada de
0-20 cm.
Em cultivo de mandioca em Argissolo Vermelho textura arenosa, MERCANTE
et al. (2005) avaliaram a biomassa e a atividade microbianas em dois sistemas de
manejo, sendo um convencional com rotação de culturas e o outro em plantio direto, em
relação ao solo de mata. Para a avaliação do teor de carbono da biomassa microbiana
utilizaram o método fumigação-extração e para a atividade microbiana, o da
respirometria, e calcularam o quociente metabólico pela razão entre a quantidade de
CO2 emitido pela atividade respiratória dos microrganismos e o teor de carbono da
biomassa microbiana. Ainda calcularam o quociente microbiano pela relação entre o
carbono da biomassa microbiana e o carbono orgânico da amostra de solo. As amostras
de solo foram retiradas de 0-10 cm de profundidade em três épocas (maio, julho e
novembro). Os valores mais elevados de carbono microbiano (biomassa microbiana)
foram verificados no solo sob mata nativa seguindo do sistema plantio direto e plantio
convencional. O quociente microbiano mostrou que o sistema plantio direto pode
proporcionar maior dinâmica da matéria orgânica no solo porque mantém maior
quantidade de material orgânico das culturas no solo à disposição dos microrganismos.
NDAW et al. (2006) determinaram a biomassa e a atividade microbiana em
8
floresta, plantio de cana e pastagem, coletando amostras de 0-10 cm de solo peneiradas
em malha 2 mm. Verificaram que o solo de floresta e de pastagem, que sofreu menor
intervenção do homem, apresentou maior acúmulo de carbono e nitrogênio microbiano.
Os valores encontrados nas análises microbiológicas mostraram a grande influência das
práticas de manejo sobre a biomassa e atividade microbianas assim como a redução do
teor de carbono dos solos sob cultivo agrícola. Os resultados sugerem que a biomassa e
a atividade microbianas podem ser utilizadas como indicadores de qualidade do solo.
Os estudos da biomassa e atividade microbianas, realizados na camada
superficial em diversos trabalhos, têm mostrado suas relações com a estrutura do solo e
o sistema radicular. No trabalho desenvolvido entre 1985 e 1992 por CAMPOS et al.
(1995) foi estudada a relação da estabilidade do agregado com o conteúdo de carbono e
com a atividade microbiana nos sistemas de manejo do solo com plantio direto e
convencional e rotação de culturas de inverno e verão. As amostras de solo foram
retiradas numa profundidade de 0-5 cm. Verificaram que no sistema de plantio direto, o
diâmetro médio dos agregados do solo foi cerca de duas vezes maior que no sistema de
plantio convencional e essa diferença foi diretamente relacionada ao incremento de
carbono orgânico e atividade microbiana no sistema de plantio direto.
MENDES et al. (1999) avaliaram a distribuição da biomassa microbiana, da
atividade enzimática e do carbono mineralizável (carbono orgânico) em classes de
agregados numa profundidade de 0-5 cm sob vegetação nativa do cerrado, plantio direto
e plantio convencional com arado de discos, estabelecido há 21 anos. As classes de
agregados determinadas pelos autores foram de 8-2 mm, 0,50-0,25 mm e 0,25-0,11 mm.
Verificaram que a classe de microagregados (< 0,250 mm), de forma geral, apresentou
maior teor de carbono da biomassa microbiana na mata e no plantio direto. A maior
atividade de enzimas foi verificada nos macroagregados do plantio direto, mas a
distribuição do carbono da biomassa microbiana foi semelhante nas três classes de
agregados estudadas. No plantio convencional apenas a atividade da enzima β-
glucosidase apresentou distribuição diferenciada entre macro e microagregados.
ALVARENGA et al. (1999) observaram que o estabelecimento dos sistemas de
cultivo gerou quebra de macroagregados e perdas de carbono da biomassa microbiana,
em relação a áreas não perturbadas, sob vegetação nativa. Os microagregados e a soma
dos agregados do solo em sistema plantio direto também apresentaram maiores teores
de carbono da biomassa microbiana, comparativamente ao solo em plantio
convencional. ROSCOE et al. (2005) avaliaram a proteção fornecida por agregados à
9
matéria orgânica do solo (MOS) facilmente mineralizável, pelas diferenças na liberação
de CO2 de agregados íntegros e triturados, de dois solos de textura contrastante:
Argissolo Vermelho distrófico (110 g kg-1 argila, 26 g kg-1 silte, 863 g kg-1 areia) do
Município de Glória de Dourados – MS, sob cultivo de mandioca; e (2) argiloso:
Latossolo Vermelho distroférrico (773 g kg-1 argila, 99 g kg-1 silte, 127g kg-1 areia), do
campo experimental da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados – MS, sob pastagem de
Brachiaria brizantha. No solo arenoso, a respiração acumulada variou de 1,02 g a
1,34 g de CO2 kg-1 de solo para os agregados triturados e de 1,11 g a 1,30 g de CO2 kg-1
de solo para os agregados íntegros. De forma geral, não houve diferenças significativas
entre os agregados triturados ou não. Foi exceção a área sob plantio convencional, na
qual houve maior taxa de respiração para as amostras íntegras. O carbono orgânico
total para o solo arenoso variou entre 4,70 e 6,07 g kg-1, e a porcentagem do carbono
total respirado durante o período de incubação foi de 23 %. Para o solo argiloso, os
teores de carbono orgânico total foram bem superiores aos do solo arenoso, variando
entre 18,37 e 20,72 g kg-1. A respiração acumulada, no entanto, ficou próxima àquela
observada para o solo arenoso, quando considerados os agregados triturados e
ligeiramente superior para os agregados íntegros. Em contraste com os resultados
observados para o solo arenoso, para o argiloso a porcentagem do carbono orgânico
total respirado no período de 42 dias de incubação foi notadamente menor, entre 6 e
7 %. Outra diferença de comportamento observada entre os dois solos refere-se à
diferença na taxa de respiração entre agregados triturados e íntegros. Para o solo
argiloso, nos agregados íntegros, em geral, houve maior taxa de respiração que nos
triturados.
2.3 Indicadores Biológicos de Qualidade e Métodos de Avaliação
A biomassa microbiana pode ser utilizada como indicador biológico ou como
índice de adequação de sustentabilidade de sistemas de produção (ANDERSON &
DOMSCH, 1993) e geralmente apresenta forte correlação com a presença de matéria
orgânica e a atividade microbiana. Quanto aos métodos para estimativa da biomassa
microbiana PFENNING et al. (1992) compararam os métodos da fumigação-incubação
(FI) e o da fumigação-extração (FE) para os solos tropicais de Manaus e verificaram
que o FI, proposto por JENKINSON & POWLSON (1976) segundo JENKINSON &
LADD (1981) tem limitações porque não é eficiente em solos com pH inferior a 4,5. A
10
alternativa promissora é a proposta por VANCE et al. (1987) que propõem a
substituição da incubação por uma extração do carbono da biomassa que é liberado pela
ação de um agente fumigante (clorofórmio). Entre as repetições do experimento o
coeficiente de variação foi de até 88 % para o método FI. O método FE mostrou-se
mais adequado que o FI para avaliação da biomassa microbiana, porém é indispensável
uma determinação adequada do coeficiente (kc) para os solos tropicais, pois esse é
característico de cada solo. De acordo com DE-POLLI & GUERRA (1997), o fator de
correção (kc) em situações que exijam maior exatidão deverá ser calculado para cada
tipo de solo. Como para os solos do Brasil o fator ainda não foi determinado, pode-se
utilizar o valor 0,33 preconizado por SPARLING & WEST (1998), com o objetivo de
expressar a fração do carbono da biomassa microbiana do solo recuperado após o
processo de fumigação-extração.
RODRIGUES & DE-POLLI (2000), em estudo sobre os métodos mais utilizados
para a quantificação da biomassa microbiana do solo, definiram que eles são de
observação direta e citam como exemplos os métodos FI (JENKINSON & POWLSON,
1976), taxa de respiração em resposta à adição por glicose (ANDERSON & DOMSH,
1978), índice de ATP (OADES & JEKINSON, 1979) e FE (VANCE et al., 1987). A
confiabilidade desses métodos tem sido amplamente questionada, uma vez que a
estimativa da biomassa é fortemente influenciada pelas condições edafoclimáticas,
conforme GRISE (1988) citado por RODRIGUES & DE-POLLI (2000), que
recomendam ser conveniente o uso de mais de um método. Por meio desses métodos,
vários trabalhos têm estudado a interação microbiana com os aspectos físicos do solo e
suas alterações em diferentes sistemas de manejo.
A razão carbono microbiano e carbono orgânico de um solo indicam a
qualidade da matéria orgânica (WARDLE, 1994) e, de acordo com SPALING (1992),
pode-se monitorar a dinâmica da matéria orgânica do solo usando-se a razão entre o
carbono microbiano (Cmic) e o carbono orgânico (Corg) chamada quociente microbiano.
O quociente microbiano (qMic) refere-se à relação entre o carbono da biomassa
microbiana e o carbono orgânico total do solo e é um índice bastante utilizado para
fornecer indicações sobre a dinâmica da matéria orgânica, expressando a eficiência da
biomassa microbiana em utilizar o carbono orgânico do solo. Maior qMic representa
maior ciclagem de nutrientes e, portanto, menor acúmulo de carbono enquanto que
menor qMic representa menor ciclagem de nutrientes e, consequentemente, maior
acúmulo de carbono (ANDERSON & DOMSCH, 1989). Solos que exibem valores
11
maiores ou menores de qMic expressam a ocorrência, respectivamente, de acúmulo ou
perda de carbono do solo (JENKINSON & LADD, 1981). De acordo com
MARCHIORI JÚNIOR (2000) os maiores valores da proporção indicam a maior
conversão de carbono orgânico total do solo em carbono da biomassa microbiana.
Quando a biomassa está sob algum fator de estresse, a capacidade de utilização do
carbono é diminuída, reduzindo assim, a relação qMic. Em condições estressantes para
os microrganismos, a capacidade de utilização do carbono é menor, conduzindo ao
decréscimo do qMic. Já com adição de matéria orgânica de qualidade ou com o término
de uma situação de estresse, ocorre um incremento na biomassa microbiana, assim
como no qMic, ainda que os teores de carbono permaneçam inalterados. LEITE et al.
(2003) ressaltam que o uso de composto orgânico em adubações, ou seja, a adição de
matéria orgânica, não resulta em seqüestro de carbono e sim em benefícios para a
fertilidade e para a estrutura do solo. Assim, o que ocorrre é um aumento do
rendimento das culturas e, portanto, uma contribuição para ganhos de carbono a partir
de maior aporte de resíduos vegetais.
A interpretação dos indicadores biológicos de qualidade, ou seja, de inferir
quando é que os valores obtidos, como o qMic, indicam um solo sustentável ou não
consiste em um dos grandes obstáculos a serem transpostos nas avaliações de qualidade
do solo. No entanto, tem-se utilizado, em muitos trabalhos, um referencial representado
por uma área nativa. Diferentemente do que ocorre com os indicadores químicos de
fertilidade, cujos níveis (muito baixo, baixo, médio, adequado e alto) já estão
relativamente bem definidos para cada elemento e tipo de solo (sempre levando em
consideração características como, por exemplo: textura, teor de matéria orgânica), a
base de informações disponível sobre os dados biológicos ainda é pequena (REIS
JÚNIOR, 2006).
2.4 Análise de Componentes Principais
Muitas vezes, em um experimento um pequeno número de variáveis contém as
informações mais relevantes para um determinado estudo enquanto que a maioria das
variáveis adiciona pouco ou nada à interpretação dos resultados do estudo. A decisão
sobre quais variáveis são importantes é feita geralmente, com base na intuição ou na
experiência, ou seja, baseada em critérios subjetivos. A redução de variáveis por meio
de critérios objetivos, permitindo a construção de gráficos bidimensionais contendo
12
maior informação estatística, pode ser conseguida através da análise de componentes
principais (MOITA NETO & MOITA, 1998).
A análise de componentes principais consiste essencialmente em reescrever as
coordenadas das amostras em outro sistema de eixo mais conveniente para a análise de
dados. Em outras palavras, as n-variáveis originais geram através de suas combinações
lineares, n-componentes principais, cuja principal característica, além da
ortogonalidade, é que são obtidos em ordem decrescente de máxima variância,ou seja, a
componente principal 1 detém mais informação estatística que a componente principal
2, que por sua vez tem mais informação estatística que a componente principal 3 e
assim por diante (MOITA NETO & MOITA, 1998). O Objetivo principal da análise de
componentes principais (ACP) é a obtenção de um pequeno número de combinações
lineares (componentes principais) de um conjunto de variáveis, que retenham o máximo
possível da informação contida nas variáveis originais (MOITA NETO, 2008).
Em uma matriz original de dados, cada sítio tem um valor para cada variável
original. Na ACP, cada sítio tem um valor para cada componente. Esses componentes
podem ser vistos como variáveis construídas pela combinação da correlação entre as
variáveis e são extraídos em ordem decrescente de importância em termos de sua
contribuição para a variação total dos dados. O autovetor é o valor que representa o
peso de cada variável em cada componente e funciona como coeficiente de correlação
que varia de -1 até +1. O autovalor é o valor que representa a contribuição relativa de
cada componente para explanar a variação total dos dados. Existe um autovalor para
cada componente (GOMES et al, 2004). Matematicamente, o processo de extrair mais
eixos pode ir até o número de eixos ou componentes igualar-se ao número de variáveis,
porém os eixos posteriores vão contribuir cada vez menos para explanar os dados
(KENT & COKER, 1992).
Um entendimento exaustivo do assunto requer o conhecimento de operações
com matrizes, mas pode-se realizar uma abordagem conceitual usando as noções de
álgebra linear. Na maioria dos estudos usam-se apenas os dois primeiros eixos (x e y),
considerados suficientes para explicar os dados e pela facilidade de interpretação de um
gráfico em duas dimensões. Um ponto no gráfico cartesiano é representado por valores
das coordenadas x e y. No caso de um gráfico tridimensional, a apresentação de um
ponto corresponde aos valores das coordenadas x, y e z. Traduzindo isto para o mundo
das amostras e das variáveis, o ponto é uma amostra e os valores em cada uma das
coordenadas correspondem aos valores das variáveis medidas (MOITA, 2004).
13
Com o objetivo de caracterizar a qualidade do solo a partir de atributos físicos,
químicos e biológicos em solo de ambientes sob diferentes manejos, RIBEIRO (2007)
utilizou a análise de componentes principais (ACP) após seleção de variáveis como:
densidade do solo, carbono da biomassa microbiana, teor de carbono total, fósforo,
potássio, cálcio, magnésio, alumínio e pH. Os dois primeiros componentes principais
conforme seus autovalores explicaram 78,5% da variância total dos dados. O primeiro
componente apresentou maiores correlações com variáveis químicas e o carbono da
biomassa microbiana enquanto o segundo componente principal foi influenciado
principalmente pela densidade do solo e carbono orgânico total. Entre os ambientes
estudados a mata nativa foi separada dos outros ambientes pelo primeiro componente
principal apresentando maiores valores para as variáveis químicas, em especial o
carbono orgânico total. Quando analisado em ACP somente os atributos químicos, os
dois principais componentes descreveram 84 % da variância total dos dados. O
ambiente agricultura convencional (AC) destacou-se no primeiro componente principal,
com maiores valores para pH, fósforo, magnésio, saturação de bases, cálcio e potássio
enquanto a mata nativa destacou-se na segunda componente com maiores valores para
alumínio, H+Al e capacidade de troca catiônica. Analisando somente os atributos
biológicos, os dois primeiros principais componentes descreveram 90 % da variância
total. Nesse caso, a mata nativa separou-se dos demais ambientes estudados por
apresentar maior correlação negativa na formação do primeiro componente para
carbono da biomassa microbiana e maior correlação positiva para quociente metabólico
e respiração basal. Através da ACP foi possível diferenciar os ambientes estudados
sugerindo que diferentes estratégias de manejos do solo têm efeito sobre as
propriedades do mesmo.
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização e Descrição dos Tratamentos
O experimento foi instalado no Centro Experimental Central do Instituto
Agronômico, no município de Campinas, SP, coordenadas 22º 54' latitude S e 47º 03'
longitude W (Figura 1).
14
O solo, classificado de acordo como o Sistema Brasileiro de Classificação
(EMBRAPA, 2006) é um Latossolo Vermelho Distroférrico típico em uma altitude de
600 a 700 m. O clima, de acordo com a classificação climática de Köppen, é do tipo
Cwa, com estação quente e úmida entre outubro e março, temperatura média de 23 ˚C e
precipitação total de 1.060 mm. A estação seca ocorre entre abril e setembro, com
temperatura média de 20˚C e precipitação total de 325 mm (SETZER, 1966).
Figura 1 - Localização e coordenadas geográficas da cidade de Campinas, SP.
O solo, classificado de acordo como o Sistema Brasileiro de Classificação
(EMBRAPA, 2006) é um Latossolo Vermelho Distroférrico típico em uma altitude de
600 a 700 m. O clima, de acordo com a classificação climática de Köppen, é do tipo
Cwa, com estação quente e úmida entre outubro e março, temperatura média de 23 ˚C e
precipitação total de 1.060 mm. A estação seca ocorre entre abril e setembro, com
temperatura média de 20˚C e precipitação total de 325 mm (SETZER, 1966).
O experimento foi instalado em seis áreas sob oito usos e manejos de solo:
15
Plantio Convencional (Algodão/plantio conv.)
Área com declividade de 3 %, submetida ao PC há mais de oito anos e utilizada
em um sistema de rotação com amendoim (período de uma safra) e algodão (período de
três safras consecutivas). O preparo do solo consistiu de uma aração com arado de
discos e posteriormente de duas passagens de grade leve. O período de inverno é com
pousio e estava na primeira safra de algodão na época da primeira coleta. A cultura
principal é o algodão com produção, visando melhoramento genético.
Cultura anual em sistema de preparo convencional com uso de lodo de esgoto
(Cultura Anual - Lodo 0, Cultura Anual - Lodo 1 e Cultura Anual - Lodo 2)
Área com parcelas coletoras de perdas de terra e água por erosão, medindo
4 x 25 m e 10 % de declividade. Em cada quatro parcelas escolhidas ao acaso foi
aplicado lodo de esgoto nas doses 0 t ha-1 (lodo 0), 10 t ha-1 (lodo 1) e 20 t ha-1 (lodo 2).
Desde o ano agrícola de 2002/03 as parcelas foram cultivadas com milho no período das
águas (verão) e mantidas em pousio no período de seca (inverno).
O lodo utilizado é oriundo da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) de Jundiaí, SP.
O processo de tratamento de esgoto do qual resulta o lodo é composto por lagoas
aeradas de mistura completa seguida de lagoas de decantação, deságüe por centrífugas,
adição de polieletrólitos e condicionamento físico por 60 a 90 dias, sofrendo
revolvimento mecânico em um pátio coberto. Os valores médios da composição estão
na tabela 1. As operações de preparo do solo não são mecanizadas e ocorrem com o
emprego de ferramentas manuais, ou seja, revolvimento do solo por ação de enxadas. A
incorporação do lodo ( Figura 2), plantio e colheita também foram operações manuais.
Figura 2 – Aplicação de lodo de esgoto.
16
Tabela 1 - Composição média do lodo de esgoto aplicado.
Característica(1) Concentração
Fósforo(g kg-1) 6,9 Potássio(g kg-1) 1,25 Sódio(g kg-1) 1,3 Cromo total(mg kg-1) 168,9 Arsênio(mg kg-1) <0,1 Cádmio (mg kg-1) 6,2 Chumbo mg kg-1) 244,85 Cobre (mg kg-1) 574,45 Mercúrio (mg kg-1) <0,1 Molibdênio (mg kg-1) <0,1 Níquel (mg kg-1) 38,65 Selênio (mg kg-1) <0,1 Zinco (mg kg-1) 1551,45 Boro (mg kg-1) 12 Carbono orgânico (g kg-1) 311,95 pH (CaCl2) 6,05 Umidade (%) 66,95 Sólidos Voláteis (%) 56,05 Nitrogênio Kjeldahl (g kg-1) 27,65 Nitrogênio amoniacal (mg kg-1)(2) 507,8 Nitrogênio nitrato nitrito (mg kg-1) (2) 87,95 Enxofre (mg kg-1) 26,45 Manganês (mg kg-1) 685,05 Ferro (mg kg-1) 25,05 Magnésio (g kg-1) 1,9 Alumínio (mg kg-1) 17,6 Cálcio (g kg-1) 11,05
(1) Os valores de concentração (total) são dados com base na matéria seca. (2) Os valores de concentração para o N na forma amoniacal e de nitrato foram determinados na amostra nas condições originais.
Sistema semeadura direta com oito anos de implantação (cultura anual - SD8 anos)
Sistema semeadura direta implantado há oito anos em área anteriormente
manejada com plantio convencional. Declividade de 10 %. No período de inverno é
feito o cultivo de culturas forrageiras como nabo forrageiro, chicharo ou culturas de
inverno como triticale e aveia conforme é recomendado para o sistema de semeadura
direta (SD). A cultura de verão foi soja e milho.
Cultura Perene (cult. perene - seringueira)
Seringal há mais de sete anos. O plantio atualmente é solteiro e o solo é mantido
limpo com capinas. Declividade de 10 %.
Sistema semeadura direta com vinte anos de implantação (cultura anual - SD20
anos)
Semeadura direta implantada há vinte anos em área com 10 % de declividade.
17
Explorada para cultura de grãos como soja e milho no verão e plantio de forrageiras no
período de inverno como ocorre com o sistema semeadura direta com oito anos de
implantação.
Mata nativa
Mata classificada como Floresta Tropical Semidecídua possuindo declividade
entre 5 e 10 % na área amostrada.
O uso das áreas foi diversificado em cada momento da amostragem de solo,
conforme mostrado na tabela 2 e nos anexos de 3 a 8.
Tabela 2 - Uso do solo em cada tratamento na época da coleta das amostras.
Tratamentos Uso do solo na época de amostragem Julho de 2006 Janeiro de 2007 Julho de 2006
Cult. perene – seringueira Seringal Seringal Seringal
Cultura anual/SD8 anos Pousio Soja Triticale
Cultura anual/SD20 anos Pousio Soja Triticale
Cultura anual/lodo 0 Pousio Milho Pousio
Cultura anual/lodo 1 Pousio Milho Pousio
Cultura anual/lodo 2 Pousio Milho Pousio
Algodão/plantio conv. Pousio Algodão Pousio
Mata nativa Mata Mata Mata
Em cada área quatro parcelas de 4 m x 25 m foram delimitadas, seguindo a
dimensão existente para as parcelas permanentes de coleta de terra e água por erosão,
onde já estava instalado o experimento com o uso de lodo de esgoto. Nas áreas onde
não havia pontos fixos referenciando as parcelas como nos tratamentos cultura
anual/SD20 anos e algodão/plantio convencional utilizaram-se métodos topográficos
para a locação das parcelas. Também foram confeccionados croquis para todas as áreas
para assegurar a mesma locação das parcelas durante as diferentes safras. Trabalhou-se
então com oito tratamentos, quatro repetições e trinta e duas parcelas para as
amostragens de solo. A distribuição das áreas está ilustrada na Figura 3.
18
Figura 3 – Vista geral da distribuição das áreas dos oito tratamentos: 1 - Cultura perene – seringueira; 2 - Cultura anual/SD 20 anos; 3 - Cultura anual/lodo de esgoto doses 0, 1 e 2; 4 - Cultura anual/SD8 anos; 5 - Algodão/plantio convencional; 6 - Mata nativa.
3.2 Coleta e preparo das amostras de solo
As coletas das amostras de solo (Figuras 4 e 5) foram realizadas em três épocas:
julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007 (Figuras 6 a 11), na profundidade de 0 -
10 cm, compostas de 15 subamostras aleatórias, sendo 5 amostras retiradas a cada 1/3
da parcela (terço superior, médio e inferior).
Figura 4 - Coleta de amostras.
Figura 5 - Amostra de solo com agregados.
19
Figura 6 - Área com Plantio Convencional de algodão nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
Figura 7 - Área com cultura anual/SD8 anos nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
Figura 8 - Área com cultura anual/SD20 anos nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
Figura 9 - Área de cultura perene – seringueira nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
20
Figura 10 - Área com cultura anual e aplicação de lodo de esgoto (doses 0, 1 e 2) nas três épocas de amostragem da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
Figura 11 - Área com mata nativa da esquerda para a direita em julho de 2006, janeiro de 2007 e julho de 2007.
As amostras foram acondicionadas em saco plástico medindo 60 cm x 40 cm
formando uma amostra composta (média de 5 kg de solo) que foi homogeneizada
apenas durante seu peneiramento para evitar desintegração dos agregados de solo.
Imediatamente após a coleta foram encaminhadas para um barracão onde secaram à
sombra, durante três dias, dependendo da umidade inicial e condições climáticas local.
Valores de umidade inicial e final da amostra não foram avaliados. Após essa etapa foi
realizada a separação das frações de agregados do solo utilizando-se um agitador
Produtest (Figura 12) durante 10 minutos em potência de 200 Watts e freqüência
constante a 3600 vpm. As malhas das peneiras utilizadas foram 9,52 mm e 2 mm.
Figura 12 - Equipamento para peneiramento de solo. 21
Os agregados com tamanho entre 9,52 mm e 2 mm foram considerados como
macroagregados e aqueles menores que 2 mm o foram como microagregados ou terra
fina seca ao ar (TFSA).
Acondicionados em caixinhas de papelão (8 x 8 x 7 cm), os agregados foram
armazenados em refrigerador mantido na temperatura de 7oC, até o momento da
realização das análises microbiológicas. As demais amostras para análises físicas e
químicas foram mantidas em local seco e arejado.
3.3 Análises Microbiológicas
O carbono da biomassa microbiana (CBM), ou seja, o carbono metabolizado e
absorvido pelos microrganismos, nos macro e microagregados foi determinado pelo
método da fumigação-extração desenvolvido por VANCE et al. (1987). O CBM é
determinado pela diferença dos valores em µg de carbono por grama de solo extraído de
uma parte da amostra não fumigada em relação à quantidade extraída de carbono de
outra parte igual fumigada com clorofórmio. Através do CBM procurou-se estabelecer
parâmetros para avaliar a dinâmica do carbono entre os tratamentos.
O quociente microbiano, que expressa a eficiência da biomassa microbiana em
utilizar o carbono orgânico do solo, foi calculado pela razão entre carbono microbiano
(Cmic), ou seja, CBM e carbono orgânico (Corg). A análise desse último encontra-se no
item a seguir. As figuras 13 e 14 ilustram etapas dos processos para determinação dos
valores de CBM e carbono orgânico.
Figura 13 - Filtragem do extrato contendo carbono, durante determinação do CBM.
Figura 14 - Titulação do extrato contendo carbono durante determinação do CBM.
22
3.4 Análises Químicas
Visando determinar o quociente microbiano, como descrito no item anterior, foi
determinado o carbono orgânico pelo método descrito em YEOMANS & BREMNER
(1988), após digestão de 0,15 g de solo em 5 mL de K2Cr2O7 0,167 mol L-1 e 10 mL de
H2SO4 p.a., por 30 min a 170 °C, em bloco digestor de 40 provas. Após resfriamento
em temperatura ambiente, os extratos foram transferidos quantitativamente para frascos
erlenmeyer de 125 mL, utilizando-se água destilada suficiente para obter volume final
de aproximadamente 75 mL. Em seguida, a cada erlenmeyer foram adicionados 5 mL
de H3PO4 p.a., procedendo-se à titulação com solução de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O
0,2 mol L-1 (sal de Mohr), sendo utilizada como indicador a solução ácida de
difenilamina 1 %. Paralelamente, foram realizadas provas em branco, com e sem
aquecimento.
Amostras de microagregados (TFSA), coletadas nas 32 parcelas foram
encaminhadas para determinação de macro e micronutrientes de acordo com os métodos
propostos por RAIJ et al. (2001) para avaliação de alterações da fertilidade do solo em
cada época de coleta de amostra e auxílio na interpretação da agregação e atividade
microbiana do solo nos usos e manejos.
Matéria orgânica do solo, pH, acidez total (H+Al) e a CTC efetiva foram
determinados pelo método direto. O princípio do método de determinação da matéria
orgânica do solo é sua oxidação por solução de dicromato de sódio em ácido sulfúrico a
frio, seguida de titulação com sulfato ferroso amoniacal do dicromato (Cr6+) proveniente
da reação de oxidação. O pH foi determinado em solução 0,01 mol L-1 de CaCl2, com
emprego de eletrodo. A acidez total (H+Al) foi estimada a partir dos valores de pH de
uma suspensão do solo em solução-tampão.
Para o cálculo da porcentagem de saturação por bases foram determinados os
teores de Ca, de Mg e de K pela extração com uma resina trocadora de íons. O
princípio do método é a transferência de cálcio, do magnésio, do potássio e do fósforo
para a resina trocadora de íons, em meio aquoso. A seguir, é feita a separação de resina
do solo e a extração dos elementos da resina com solução ácida de cloreto de sódio. As
determinações foram feitas por espectrometria de absorção atômica por chama para os
elementos: Ca e Mg, por fotometria de emissão em chama para o K e por
23
espectrofotometria UV-Vis para o fósforo.
Os micronutrientes (Cu, Fe, Mn e Zn) foram extraídos utilizando a solução
complexante do DTPA em pH 7,3 e determinados por espectrometria de emissão
atômica por plasma. Extraiu-se o boro em água aquecida em forno de microondas e
com uma solução de cloreto de bário 1,25 g L-1. A determinação foi por espectrometria
de emissão atômica por plasma.
3.5 Análises Físicas
Os macroagregados (9,52 mm - 2,00 mm) foram submetidos à análise de
estabilidade em água usando um agitador de Yoder (YODER, 1936) de acordo com o
método de peneiramento por via úmida descrito por KEMPER & CHEPIL (1965). O
aparelho possui oscilação de 40 rpm e oscilação vertical de 3 cm (Figuras 15 e 16).
Tem capacidade para três jogos de peneiras com malhas: 7,93 mm; 6,35 mm; 4,00 mm;
2,00 mm; 1,00 mm; 0,50 mm e 0,250 mm.
Figura 15 – Agitador de Yoder Figura 16 - Conjunto de peneiras
Os três jogos contendo a amostra de agregados sobre a peneira de malha maior
foram submersos em água dentro de cilindros e agitados durante 10 minutos. Em cada
análise tinha-se então resultados em triplicata.
Os agregados retidos em cada peneira foram secos em estufa por 48 horas e
pesados. A presença de pedras foi descontada do peso da respectiva porção de
agregados retida na peneira. Com a massa das frações retidas em cada peneira
calcularam-se o diâmetro médio ponderado (DMP) e o diâmetro médio geométrico
(DMG) dos agregados para expressar o índice de estabilidade dos agregados, utilizando-
se as seguintes equações (KEMPER & CHEPIL, 1965):
( )∑ =×=
6
1i ii wxDMP
em que wi é a proporção de cada classe em relação ao total e xi é o diâmetro
24
médio das classes de agregados (mm).
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡=
∑∑
=
=6
1
6
1log
expi i
i ii
w
xwDMG
em que wi é a proporção de cada classe em relação ao total e xi é a massa média
dos agregados.
3.6 Análise Estatística
O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com oito
tratamentos, quatro repetições e três épocas de amostragem. Os dados obtidos para as
trinta variáveis estudadas foram submetidos inicialmente à análise de variância, teste de
normalidade e teste de médias pelo Teste de Tukey a 5%, com utilização do programa
estatístico Sisvar distribuído pelo Departamento de Ciências Exatas da Universidade
Federal de Lavras (UFLA).
Em seguida foi realizada a análise de componentes principais pelo SAS
(SCHLOTZHAVER & LITTEL, 1997). Foram montados gráficos de dispersão entre os
componentes 1 e 2 e também entre os componentes2 e 3 que mostram distinção ou não
entre os manejos e usos a partir transformações dos valores do grupo de variáveis.
25
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Variáveis microbiológicas
Entre os atributos microbiológicos observou-se que os microagregados da mata
nativa apresentaram os maiores valores nas três épocas de amostragem para carbono
orgânico (CO) e para carbono da biomassa microbiana (CBM) (Tabela 3), conforme
também relatado por ALVARENGA et al. (1999), MENDES et al. (2003),
MERCANTE et al. (2005) e NDAW et al. (2006). Essas diferenças são devidas ao
grande aporte de material orgânico normalmente presente na mata que, ao contrário dos
demais usos e manejos, não sofre retiradas, o que favorece o aumento da biomassa
microbiana. De modo geral, tanto para carbono orgânico quanto para carbono da
biomassa microbiana, os tratamentos apresentaram resultados significativamente
diferentes dos da mata nativa, mas, entre eles, nas três épocas de amostragem, isso não
ocorreu.
Para os demais tratamentos, quando se observam os valores de carbono orgânico
verifica-se que, nas três épocas de amostragem, apenas a cultura anual - lodo 0
apresentou diferenças com a mata nativa e sempre com os valores menores. Neste
tratamento não há adição de material orgânico, bem como naquele com o algodão em
cultivo convencional, justificando esses baixos valores com diferenças significativas em
relação à mata. O tratamento cultura anual - lodo dose 2 - apresentou valores
significativamente diferentes dos da mata nas três épocas de amostragem e notou-se um
aumento progressivo de CO a cada época de amostragem. De acordo com LEITE et al.
(2003) a aplicação de um composto orgânico constitui uma forma efetiva de retorno de
carbono ao solo. O uso do lodo pode ter contribuído da mesma forma.
A média de valores de carbono orgânico para todos os tratamentos nas épocas de
amostragem que coincidiram com o período de seca (julho de 2006 e de 2007) não
diferiram significativamente, de modo geral, quando comparadas com as obtidas no
período das águas (janeiro de 2007). Este último período apresentou os menores
valores entre os tratamentos, fato que pode ter ocorrido devido à maior degradação do
material orgânico influenciado pela umidade do solo e temperaturas mais elevadas.
Observando-se os valores de qMic para os microagregados verifica-se que no
primeiro período de amostragem (julho de 2006) o tratamento cultura anual - SD20 anos
26
apresentou valores significativamente mais elevados do que os da mata nativa. Nas
outras duas épocas de amostragem, o tratamento mata nativa diferenciou-se
significativamente dos demais tratamentos, com valores mais elevados. O fato de o
tratamento cultura anual - SD20 anos estar, nessa época (julho de 2006) em pousio pode
ter contribuído para o aumento das temperaturas em superfície e, consequentemente, da
atividade microbiana conforme também relatado por MERCANTE et al. (2005).
Embora não tenha sido feita a análise estatística entre as épocas de amostragem, o
tratamento - seringueira apresentou um acentuado decréscimo de valores da primeira
época de amostragem (julho de 2006) para a terceira época (julho de 2007). Este
tratamento apresentou diferenças significativas quando comparado aos resultados
obtidos com a mata nativa, nas épocas de amostragem janeiro e julho de 2007. Quando
se realizou a primeira amostragem do solo (julho de 2006) a área do tratamento cultura
permanente - seringueira havia recebido à passagem de grade niveladora. Esse
procedimento pode ter exposto os agregados acelerando a degradação da matéria
orgânica com multiplicação dos microrganismos nesse primeiro período. Entre os
tratamentos, excetuando-se a mata nativa, de modo geral não houve diferenças entre as
médias de valores, evidenciando-se um comportamento similar para a presença
microbiana nas três épocas de amostragem. O alto valor do coeficiente de variação
(CV%) calculado para esta época certamente contribuiu para essa ausência de
diferenças significativas.
Os valores de carbono orgânico dos tratamentos nos macroagregados nas três
épocas de amostragem mostraram comportamento semelhante ao dos microagregados.
Na primeira época de amostragem (julho de 2006), o tratamento mata nativa não se
diferenciou significativamente da cultura anual - SD8 anos, ocorrendo o mesmo na
segunda época de amostragem (janeiro de 2007) com a cultura anual - SD20 anos e
cultura anual - lodo 2. Já na terceira época (julho de 2006) não houve diferenças entre o
tratamento mata nativa e cultura anual - SD20 anos e cultura anual - lodo 1 e 2. Desse
modo, observa-se uma similaridade de comportamento, para os teores de carbono
orgânico em macroagregados, dos tratamentos com maior aporte de material orgânico,
seja pela aplicação do lodo ou menor revolvimento do solo no sistema semeadura direta.
Tanto analisando os macroagregados ou microagregados verificou-se que a
substituição da mata nativa pelos manejos propiciou ao solo tornar-se um dreno de
carbono no ecossistema de acordo com AMADO et al. (2003). Para as duas frações de
agregados analisadas o qMic apresentou seus maiores valores em julho de 2007. De
27
acordo com MARCHIORI & MELO (2000), maiores valores de qMic significam maior
conversão de CO em CBM. Ocorre nesse caso uma ciclagem maior de nutrientes que
pode resultar na drenagem de carbono no solo, ou seja, menor acúmulo de carbono
(ANDERSON & DOMSCH, 1989). Assim, verificou-se que a amostragem na época
das águas (janeiro de 2007), exposta à maior ocorrência de chuvas e elevação da
temperatura, evidenciou maior perda de carbono nessa época. Um maior dreno de
carbono ocorreu na época das águas em relação a julho de 2006 e de 2007.
É interessante observar as dificuldades para a separação de uma amostra
uniforme na análise de carbono orgânico nos macroagregados. Conforme requerido
pelo método, foram utilizadas amostras de 0,15 g. Comparativamente às amostras de
microagregados (fração menor que 2 mm), as de macroagregados (fração entre 9,52 e 2
mm) não ficaram tão uniformes. Uma solução que poderia amenizar essa
desuniformidade seria a trituração dos macroagregados deixando-os na mesma condição
dos microagregados. É possível que devido esse fato os resultados para as análises de
macroagregados tenham sido prejudicados e contribuído para a falta de diferença entre
os tratamentos, excetuando-se a mata por ser uma ambiente mais estável e onde os
macroagregados não apresentam maiores variabilidades no seu conteúdo na camada de
0-10 cm de profundidade do solo.
Com os resultados da biomassa microbiana novamente se verifica o tratamento
mata nativa diferenciando-se significativamente dos demais nas três épocas de
amostragem. Entre os outros sete tratamentos não houve diferenças para as duas
primeiras épocas de amostragem (julho de 2006 e janeiro de 2007). Na terceira época
(julho de 2007) observa-se que o tratamento cultura permanente - seringueira
diferenciou-se significativamente do algodão em plantio convencional. Esse último
tratamento, algodão em plantio convencional, também se diferenciou dos tratamentos
com menor revolvimento de solo como cultura permanente - seringueira e cultura anual
- SD20 anos e cultura anual - SD8 anos.
Um fato observado durante a análise de CBM para macroagregados foi que, de
acordo com passos do método, ao final da agitação por 40 minutos da amostra de 20 g
de macroagregados submersa em volume de 80 ml de K2SO4, verificou-se que muitos
dos macroagregados ainda permaneciam quase íntegros. A agitação não foi eficiente
para romper a coesão entre as partículas dos macroagregados devida a fatores como a
presença de agentes cimentantes (mucilagens e exsudatos de raízes). Com isso, a
mesma quantidade de microagregados (20 g), durante o mesmo processo de agitação,
28
ofereceu uma superfície específica maior para a ação do extrator K2SO4, enquanto os
macroagregados, ao se manterem coesos, certamente não se expuseram totalmente à
ação do extrator. Dessa forma, a não uniformização das condições físicas dos macro e
microagregados para a ação do extrator pode ter contribuído para a ausência de
diferenças significativas entre os tratamentos, excetuando-se a mata. ROSCOE et al.
(2005), verificando diferenças na liberação de CO2 de agregados íntegros e triturados
com o uso de um pilão manual, para dois solos de textura contrastantes (arenoso e
argiloso), não encontraram diferenças significativas entre os agregados triturados ou
não. No caso da avaliação de CBM em agregados triturados os resultados poderiam ser
diferentes e uma atenção especial a este aspecto deve ser dada a trabalhos futuros tanto
para CBM quanto para CO em macroagregados.
O quociente microbiano (qMic) é estimado para quantificar a porção do CO que
é de origem microbiana. Tanto para CBM quanto para qMic os maiores valores foram
encontrados, de forma geral, para manejos com menor revolvimento de solo. Isso
significa que, nesses locais, a microbiota teve maior participação percentual no carbono
de origem orgânica. É oportuno lembrar que o carbono de origem microbiana se
constitui em reserva de nutrientes para as plantas e que o carbono orgânico, de maneira
geral, não seja necessariamente tão facilmente decomponível quanto o de orgiem
microbiana. PEREZ et al. (2004) observaram que isso evidencia que, em ecossistemas
não perturbados a deposição de resíduos orgânicos mantém os valores de CBM e, nos
ecossistemas perturbados pelas diferentes práticas agrícolas, esses valores são alterados.
Neste trabalho, o CBM foi sempre significativamente maior nas amostras sob a mata,
indicando que as condições favoreceram a microbiota como um todo. Além disso, pelos
maiores valores do qMic, a microbiota teve maior participação no total de carbono
orgânico. Essas observações são válidas tanto para micro quanto para macroagregados.
De maneira geral, o uso dado ao solo influencia mais a microbiota do que os micro-
habitats definidos pelos micro e macroagregados.
29
30
Tabela 3 – Carbono orgânico e atributos microbiológicos nos tratamentos e períodos de avaliação.
Tratamentos Microagregados Macroagregados Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007
Car
bono
Org
ânic
o g
kg-1
Mata Nativa 415,28 a 188,47 a 255,59 a 210,56 a 194,31 a 209,87 a Cultura Permanente - seringueira 125,66 bc 122,45 bc 131,71 bc 127,61 b 108,61 b 103,52 b Cultura Anual – SD20 anos 115,66 bc 120,29 bc 132,96 bc 120,70 b 127,91 ab 136,64 ab Cultura Anual - SD8 anos 137,14 b 92,93 bcd 113,99 bc 136,76 ab 99,15 b 109,05 b Cultura Anual – Lodo 0 76,82 c 67,42 d 85,51 c 85,36 b 80,34 b 104,06 b Cultura Anual – Lodo 1 105,33 bc 121,44 bc 119,14 bc 106,42 b 98,97 b 159,03 ab Cultura Anual – Lodo 2 117,22 bc 135,02 b 151,70 b 110,95 b 126,49 ab 206,25 a Algodão em Cultivo Convencional 95,42 bc 79,49 cd 91,38 c 99,98 b 84,30 b 94,13 b Média 148,57 A 115,94 B 135,25 A 124,79 AB 115,10 B 140,32 A Coeficiente de variação 17,06 % 28,75 %
Car
bono
da
Bio
mas
sa
Mic
robi
ana
µg
g-1
Mata Nativa 708,45 a 924,55 a 670,81 a 481,54 a 680,85 a 466,08 a Cultura Permanente - seringueira 250,26 b 158,55 b 77,70 b 202,09 b 187,73 b 294,07 b Cultura Anual – SD20 anos 368,70 b 320,95 b 190,97 b 228,84 b 274,79 b 317,99 ab Cultura Anual - SD8 anos 319,64 b 206,94 b 137,72 b 211,78 b 255,27 b 337,75 ab Cultura Anual – Lodo 0 159,25 b 213,40 b 164,12 b 112,51 b 207,06 b 244,72 bc Cultura Anual – Lodo 1 254,57 b 267,46 b 223,95 b 158,67 b 220,93 b 251,05 bc Cultura Anual – Lodo 2 157,48 b 234,46 b 278,48 b 195,41 b 240,93 b 255,61 bc Algodão em Cultivo Convencional 164,27 b 164,10 b 137,92 b 99,21 b 202,17 b 103,03 c Média 297,83 A 243,43 A 235,21 A 211,26 B 283,71 A 283,79 A Coeficiente de variação 42,51 % 29,08 %
Quo
cien
te M
icro
bian
o %
Mata Nativa 0,17 b 0,49 a 0,26 a 0,23 a 0,35 a 0,24 abc Cultura Permanente - seringueira 0,20 ab 0,13 c 0,06 c 0,16 a 0,17 b 0,28 abc Cultura Anual – SD20 anos 0,32 a 0,27 bc 0,15 abc 0,20 a 0,21 ab 0,24 abc Cultura Anual - SD8 anos 0,23 ab 0,22 bc 0,12 bc 0,15 a 0,26 ab 0,31 ab Cultura Anual – Lodo 0 0,21 ab 0,31 b 0,18 abc 0,13 a 0,25 ab 0,36 a Cultura Anual – Lodo 1 0,24 ab 0,22 bc 0,20 ab 0,15 a 0,22 ab 0,17 bc Cultura Anual – Lodo 2 0,13 b 0,18 bc 0,19 abc 0,18 a 0,19 ab 0,17 bc Algodão em Cultivo Convencional 0,17 b 0,21 bc 0,15 abc 0,10 a 0,24 ab 0,11 c Média 0,21 B 0,26 A 0,16 C 0,16 B 0,24 A 0,24 A Coeficiente de variação 29,32 % 38,70 %
Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por classe de agregados, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade
22
31
4.2 Agregação
A tabela 4 apresenta a análise de variância da estabilidade de agregados por via
úmida para os oito tratamentos nas três épocas de amostragem e a figura 17 apresenta a
distribuição das classes de agregados conforme os tratamentos e épocas de amostragem.
A análise de variância entre tratamentos e época de amostragem dos dados da
estabilidade de agregados obtida pelo peneiramento por via úmida mostrou diferenças
significativas entre os manejos e as épocas de amostragem. Para a classe de tamanho de
agregados de 9,52-7,95 mm a amostragem em janeiro de 2007 apresentou médias com
valores menores em comparação às outras épocas e sem diferenças significativas entre
os tratamentos. Na amostragem de julho de 2006 não houve diferenças significativas na
fração 9,52-7,95 mm entre os tratamentos mata nativa, cultura anual - SD 20 anos e
cultura anual - SD 8 anos e cultura anual - lodo 0, mas estes se diferenciaram
significativamente dos tratamentos cultura anual - lodo 1 e 2 e algodão em cultivo
convencional. Em julho de 2007 apenas o tratamento mata nativa diferenciou-se
significativamente dos outros. Apesar do alto coeficiente de variação é possível que os
menores valores encontrados na segunda época de amostragem estejam relacionados a
um período de formação de macroagregados onde havia cobertura pela cultura e
desenvolvimento radicular, mas os agregados ainda em formação estavam mais
vulneráveis às altas umidades e temperatura da época (SILVA & MIELNICZULK,
1997). CAMARGO E ALLEONI (1997) também citaram que o tamanho ótimo de um
agregado após o preparo do solo varia com a cultura anterior, com o preparo e com a
quantidade de água (via chuva ou irrigação) durante seu período de crescimento.
Os valores de porcentagem de agregados com tamanho entre 7,95 – 6,35 mm
mostraram diferenças significativas nas três épocas de amostragens para o tratamento
mata nativa em relação aos demais tratamentos, excetuando-se a cultura permanente -
seringueira. Apenas na primeira época de amostragem (julho de 2006) houve diferenças
significativas entre os tratamentos cultura anual - lodo1 e 2 e algodão em cultivo
convencional, porém com menores valores. Nesse caso observa-se a concentração dos
agregados de 7,95-6,35 mm nos manejos onde há menor revolvimento do solo (ANJOS
et al., 1994; SILVA & SILVEIRA, 2002; STONE & SILVEIRA, 2004). Para as épocas
de amostragem em janeiro e julho de 2007 os tratamentos que apresentaram maiores
diferenças significativas foram a mata nativa e o algodão em plantio convencional.
Observa-se que a implantação do algodão em cultivo convencional, acarretou uma
drástica queda da quantidade de agregados 7,95-6,35 mm.
32
Tabela 4 – Distribuição das classes de tamanho dos agregados por peneiramento via úmida, nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Classes de Agregados por Tamanho
9,52-7,95 mm %
7,95-6,35 mm %
Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Mata Nativa 5,64 b 3,65 a 7,48 a 17,64 a 11,30 a 10,69 a Cultura Permanente - seringueira 12,13 a 3,62 a 4,77 ab 13,91 ab 8,97 ab 8,44 ab Cultura Anual – SD20 anos 2,92 b 1,85 a 3,29 b 7,74 cd 6,13 bc 4,27 bc Cultura Anual - SD8 anos 5,58 b 2,02 a 2,50 b 10,80 bc 5,65 bcd 3,26 c Cultura Anual – lodo 0 2,16 bc 0,48 a 2,66 b 3,72 de 2,18 cd 3,19 c Cultura Anual – lodo 1 1,08 c 1,31 a 2,25 b 2,95 e 3,73 cd 4,12 bc Cultura Anual – lodo 2 0,99 c 1,65 a 2,22 b 3,05 e 5,25 bcd 4,68 bc Algodão em Cultivo Convencional 0,74 c 0,49 a 0,92 b 2,30 e 1,24 d 1,01 c Média 3,90 A 1,88 B 3,26 A 7,76 A 5,55 B 4,95 B Coeficiente de variação 59,89 % 34,05 %
6,35-4,00 mm %
4,00 – 2,00 mm %
Mata Nativa 26,99 a 21,79 a 22,37 a 37,33 a 45,01 a 39,40 a Cultura Permanente – seringueira 16,12 b 12,48 b 13,37 b 24,02 bc 22,55 bc 19,37 cd Cultura Anual – SD20 anos 13,97 bc 11,07 bc 8,61 bc 27,67 bc 21,52 bc 22,85 bc Cultura Anual – SD8 anos 12,80 bcd 8,71 bc 5,97 cd 19,76 cd 17,29 cd 15,74 cd Cultura Anual – lodo 0 9,23 cde 6,62 cd 7,51 cd 25,41 bc 22,77 bc 20,38 c Cultura Anual – lodo 1 7,94 e 9,65 bc 7,69 c 23,45 bc 20,33 c 23,73 bc Cultura Anual – lodo 2 8,65 de 11,56 b 10,30 bc 30,61 ab 29,70 b 29,99 b Algodão em Cultivo Convencional 5,13 e 2,92 d 2,74 d 14,34 d 10,27 d 9,80 d Média 12,60 A 10,60 B 9,82 B 25,32 A 23.68 AB 22,66 B Coeficiente de variação 19,79 % 16,73 % DMP=Diâmetro médio ponderado. Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por classe de agregados, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Continua...
33
Continuação ... Tabela 4 – Distribuição das classes de tamanho dos agregados por peneiramento via úmida, nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Classes de Agregados por Tamanho
2,00 – 1,00 mm %
1,00 – 0,50 mm %
Julho 2006 Julho 2006 Julho 2006 Julho 2006 Julho 2006 Julho 2006 Mata Nativa 6,60 c 8,63 c 8,06 d 3,11 d 4,03 c 4,87 d Cultura Permanente - seringueira 12,07 b 13,76 ab 14,78 bc 9,97 c 14,15 ab 17,60 abc Cultura Anual – SD20 18,35 a 17,55 a 19,36 a 13,24 bc 16,73 a 19,84 ab Cultura Anual - SD8 14,84 ab 16,90 a 18,72 ab 14,38 bc 16,88 a 20,55 a Cultura Anual – lodo 0 14,40 ab 15,66 ab 14,74 bc 15,12 b 13,52 ab 15,87 abc Cultura Anual – lodo 1 14,36 ab 13,55 ab 15,60 ab 13,90 bc 13,67 ab 14,99 bc Cultura Anual – lodo 2 17,51 a 13,66 ab 16,45 ab 12,84 bc 10,70 b 12,85 c Algodão em Cultivo Convencional 14,78 ab 11,71 bc 10,90 cd 20,79 a 17,35 a 19,55 ab Média 14.11 13,93 14,83 12,92 B 13.38 B 15.77 A Coeficiente de variação 13,21 % 16,44 %
0,50 – 0,250 mm %
DMP dos agregados
mm Mata Nativa 2,69 f 5,58 d 7,12 e 4,40 a 3,78 a 3,93 a Cultura Permanente - seringueira 11,79 ef 24,47 c 21,67 d 3,89 a 2,65 b 2,70 b Cultura Anual – SD20 16,12 de 25,15 c 21,79 d 2,77 bc 2,27 bc 2,22 bc Cultura Anual – SD8 21,84 cd 32,54 bc 33,25 b 2,90 b 2,01 bc 1,75 cd Cultura Anual – lodo 0 29,96 bc 38,78 b 35,65 b 2,10 cd 1,66 cd 1,89 c Cultura Anual – lodo 1 36,31 ab 37,76 b 31,63 bc 1,83 d 1,89 c 2,03 bc Cultura Anual – lodo 2 26,36 c 27,48 c 23,5 cd 2,09 cd 2,36 bc 2,36 bc Algodão em Cultivo Convencional 41,92 a 56,02 a 55,09 a 1,41 d 1,04 d 1,04 d Média 23.38 B 30,97 A 28,71 A 2.67 A 2,21 B 2.24 B Coeficiente de variação 15,28 % 13,69 % DMP=Diâmetro médio ponderado. Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por classe de agregados, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
34
Da mesma forma, os agregados da classe 6,35-4,00 mm também apresentaram
diferenças significativas entre as épocas de amostragem e os tratamentos, sendo que os
tratamentos com menor revolvimento como cultura permanente, cultura anual - SD8
anos e SD20 anos apresentaram médias maiores que os tratamentos cultura anual - lodo
0 e algodão em cultivo convencional. Na terceira época de amostragem destacou-se o
tratamento cultura anual - lodo 2, que não apresentou diferença dos valores dos manejos
com menor revolvimento. O acúmulo de material orgânico proporcionado pela dose de
lodo aplicado no decorrer das três épocas para esse tratamento pode ter contribuído para
esse resultado (TOLENTINO et al., 2005).
Na classe de agregados de tamanho 4,00-2,00 mm também se vêem valores
maiores e com baixa queda entre as épocas amostradas para a cultura anual - lodo 2 nas
três épocas de amostragem. Seus valores nas três épocas diferenciaram-se dos da mata
nativa, mas foram os mais próximos dessa mesma. Considera-se que a porcentagem dos
agregados 4,00-2,00 mm da cultura anual - lodo 2 encontra–se com maior representação
nessa classe quando comparada aos outros tratamentos e certamente a aplicação do lodo
foi um fator importante para esse comportamento. Por outro lado, o algodão em cultivo
convencional apresentou os menores valores nas três épocas diferenciando-se
principalmente da mata nativa e do cultivo anual - lodo 2.
Para todas as classes de tamanho de agregados já discutidas o tratamento
algodão em plantio convencional apresentou os menores valores com diferenças
significativas pelo teste de Tukey ao nível de 5% (Tabela 4 e figura 17). É interessante
verificar que, para os agregados entre 2,00 – 1,00 mm as diferenças não foram
significativas entre as épocas de amostragem, indicando uniformidade na distribuição
dessa fração de agregados, exceto para o tratamento mata nativa, e um possível ponto de
transição do comportamento dos diferentes tratamentos. Na tabela 4, a maior
porcentagem de agregados de diâmetros menores (1,00 - 0,50 mm e 0,50 - 0,250 mm)
ocorreu para o plantio convencional. Em comparação com os demais tratamentos
evidencia-se que esse uso que ocasiona maior fracionamento dos agregados do solo de
acordo com a presença dos menores agregados. O revolvimento do solo, durante seu
preparo a cada safra, fraciona agregados maiores. STONE & SILVEIRA (2004),
verificaram que o fato de não revolver a terra durante a exploração agrícola resultou em
aumento da presença de agregados maiores que 2 mm de diâmetro.
A figura 17 proporciona uma visualização mais direta da inversão da
distribuição das porcentagens de agregados entre os tratamentos da maior para a menor
35
fração de agregados. Nota-se a ocorrência do aumento dos valores de porcentagem dos
agregados maiores para os manejos de menor revolvimento do solo e para as
porcentagens dos menores agregados uma elevação para os manejos de maior
revolvimento do solo. Porém, o tratamento cultura anual - lodo dose 2 também
apresentou maiores porcentagens para os agregados maiores, mais elevados ainda que
os do tratamento cultura anual - SD8 anos, fato relacionado à maior aplicação do lodo
na área que, com o aporte de material orgânico contribuiu para a formação e a
estabilidade dos agregados. WENDLING et al. (2005) concluíram entre diferentes
manejos que o cultivo do solo reduz a estabilidade de agregados em água, quando
comparado aos valores anteriores ao desmatamento e que o plantio direto aumenta os
índices de agregação em relação ao preparo convencional, mas diminui em relação à
mata nativa.
Os valores do diâmetro médio ponderado entre as épocas de amostragem
mostraram diferenças significativas entre os tratamentos e com maiores valores na
primeira amostragem, não havendo diferenças entre a segunda (janeiro de 2007) e
terceira épocas (julho de 2007). A condição de inverno, com menor freqüência de
chuvas e o pousio da maioria dos tratamentos (cultura anual - SD8 anos e SD20 anos,
algodão em cultivo convencional e cultura anual lodo dose 0, 1 e 2), durante a primeira
amostragem (julho de 2006), possivelmente foi um importante fator para os maiores
DMP dos agregados nessa época.
Na mata a presença da serapilheira fornece continuamente material orgânico
para o solo e contribui positivamente para a manutenção da microbiota e toda a
diversidade. Essas condições ao longo do tempo também interferem diretamente na
formação dos agregados que se tornam mais estáveis ao terem em sua composição
compostos orgânicos unindo as partículas do solo. A observação dos dados obtidos
para agregação nos diferentes manejos constata que sistemas com menor revolvimento
dos solos, como o cultura anual SD20 anos, cultura anual SD8 anos e cultura
permanente seringueira, apresentaram a distribuição de classes de agregados mais
próxima à realidade da mata.
36
0369
1215
Mata na
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Cultura
perm
.-ser.
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Cultura
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l/SD2..
.
Cultura
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jul/06 jan/07 jul/07
Figura 17 – Classes de agregados nos tratamentos e épocas de amostragem.
Continua...
37
Continuação...
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%
jul/06 jan/07 jul/07
Figura 17 – Classes de agregados nos tratamentos e épocas de amostragem.
Continua...
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0102030405060
Mata na
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-0,2
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m%
jul/06 jan/07 jul/07
Figura 17 – Classes de agregados nos tratamentos e épocas de amostragem.
4.3 Fertilidade do Solo
Entre os atributos de fertilidade do solo analisados nas três épocas de
amostragem (Tabela 5) a matéria orgânica mostrou diferenças significativas para os oito
tratamentos. A época de amostragem julho de 2006 apresentou os maiores valores para
o tratamento cultura anual - SD20 anos, comprovando a eficiência desse sistema quanto
ao acúmulo de matéria orgânica. Na terceira época de amostragem (julho de 2007) o
tratamento cultura anual - lodo 2 apresentou o maior valor com diferença significativa
para o atributo MO, acréscimo ocorrido devido à dose de lodo aplicada. Quando se
analisam os valores de pH, que apresentaram baixo coeficiente de variação, verifica-se
que para o tratamento cultura anual – lodo 2 também ocorreu valores menores, tanto em
janeiro de 2007 quanto em julho de 2007, mostrando efeito negativo da aplicação de
lodo. A microbiota mesmo tendo oferta de material orgânico pode ser inibida pela
redução do pH, que afeta a atividade microbiana e conseqüentemente a formação e
estabilidade dos agregados onde há contribuição dos microrganismos com a produção
de compostos orgânicos.
Os tratamentos com atividade agrícola apresentaram maiores valores de fósforo
39
no solo que a mata nativa. Na época 3 de amostragem (julho de 2007) enquanto a mata
apresentou 20,75 g dm-3 os demais tratamentos apresentam valores entre 40,75 g dm-3
(algodão/plantio convencional) e 150,00 g dm-3 (cultura anual/lodo – dose 2). Porém,
devido ao alto valor do coeficiente de variação (46,47 %), não foram verificadas
diferenças significativas entre os tratamentos. A aplicação de adubos fosfatados na
implantação da cultura ou durante as safras da produção agrícola é um fator importante
para essa diferença nos teores de fósforo, principalmente para o tratamento cultura anual
SD8 anos e cultura anual SD20 anos. Já no tratamento cultura anual/lodo – dose 2 tem-
se grande contribuição devido à própria composição química do lodo (Tabela 1).
Segundo MENDES et al. (2003) há uma concentração maior de adubo fosfatado na
camada superficial do solo em sistemas de semeadura direta devido ao menor
revolvimento do solo.
Da mesma forma, os teores de potássio, cálcio e magnésio no solo nos
tratamentos cultura anual SD8 anos e cultura anual SD20 anos, foram mais elevados e
com diferenças significativas, fato relacionado à ocorrência de adubações com
macronutrientes durante as safras.
O tratamento cultura anual lodo dose 2 também apresentou os maiores valores
para a acidez total (H+Al) e para micronutrientes (boro, cobre e zinco) para as três
épocas de amostragem. Para o ferro tanto o tratamento cultura anual lodo dose 1 quanto
o dose 2 apresentaram valores mais elevados e com diferenças entre si e entre os demais
tratamentos. SOARES (2005) verificou que a aplicação continuada de doses crescentes
de lodo de esgoto aumentou linearmente os teores de carbono orgânico; em doses
maiores que 120 mg ha-1, porém, o carbono associado aos microrganismos (carbono da
biomassa microbiana) sofreu redução. O aumento dos teores de micronutrientes
proporcionado nos tratamentos com uso de lodo pode ser um fator importante nessa
redução, conforme relatado pelo autor. Observando os atributos químicos de fertilidade
do solo as grandes diferenças entre os valores mínimos e máximo dos micronutrientes
entre os tratamentos evidenciam os efeitos da adição de lodo de esgoto ao solo.
40
Tabela 5 – Análise química da fertilidade do solo nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007
pH Matéria Orgânica, g dm-3
Mata Nativa 6,13 a 6,03 a 6,20 a 71,00 a 73,00 a 77,25 a Cultura Permanente - seringueira 4,83 d 4,45 cd 4,53 d 39,25 bc 36,25 bc 41,00 bc Cultura Anual – SD20 anos 5,28 c 5,18 b 4,90 c 44,00 b 42,00 b 41,50 bc Cultura Anual - SD8 anos 5,90 ab 5,40 b 5,25 b 38,75 bc 34,50 bc 34,25 bcd Cultura Anual – lodo 0 5,78 b 5,78 a 5,58 b 28,75 c 26,50 c 28,00 d Cultura Anual – lodo 1 4,95 cd 4,75 c 4,58 cd 32,50 bc 35,75 bc 36,25 bcd Cultura Anual – lodo 2 4,23 c 4,15 d 3,98 e 37,75 bc 41,25 b 45,50 b Algodão em Cultivo Convencional 4,45 c 4,48 cd 4,48 d 30,00 c 30,75 bc 31,50 cd Média 5,19 A 5,02 B 4,93 B 40,00 A 40,00 A 41,91 A Coeficiente de variação 3,07 % 12,81 % Fósforo, g dm-3 Potássio, mmolc dm-3
Mata Nativa 22,00 b 16,25 c 20,75 d 2,60 b 2,58 b 3,20 bcd Cultura Permanente - seringueira 66,25 ab 69,25 abc 84,50 abcd 2,38 b 2,15 bc 2,23 d Cultura Anual – SD20 anos 67,00 ab 55,75 abc 62,50 bcd 5,95 a 5,55 a 6,40 a Cultura Anual - SD8 anos 104,50 a 93,00 ab 106,00 abc 6,25 a 5,63 a 5,40 a Cultura Anual – lodo 0 41,50 ab 36,25 bc 56,00 bcd 2,50 b 3,05 b 3,75 b Cultura Anual – lodo 1 55,75 ab 63,50 abc 107,25 ab 2,43 b 2,28 bc 3,53 bc Cultura Anual – lodo 2 75,25 ab 103,50 a 150,00 a 1,83 b 1,13 c 2,43 cd Algodão em Cultivo Convencional 24,50 b 24,75 c 40,75 cd 2,60 b 1,33 c 2,40 cd Média 57,09 B 57,78 B 78,47 A 3,32 B 2,95 C 3,67 A Coeficiente de variação % 46,47 % 16,81 % Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por atributo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Continua...
41
Continuação... Tabela 5 – Análise química da fertilidade do solo nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Cálcio, mmolc dm-3 Magnésio, mmolc dm-3
Mata Nativa 115,75 a 115,00 a 125,00 a 20,50 bc 20,25 ab 20,50 a Cultura Permanente - seringueira 28,75 c 19,00 cd 27,00 bcd 9,00 dc 6,00 c 7,50 b Cultura Anual – SD20 anos 38,50 c 40,75 bc 39,50 bcd 11,00 de 10,75 c 9,50 b Cultura Anual - SD8 anos 71,25 b 46,50 b 49,25 b 48,50 a 25,75 a 25,00 a Cultura Anual – lodo 0 23,50 c 20,50 cd 17,25 d 23,00 b 24,75 a 19,00 a Cultura Anual – lodo 1 29,50 c 35,00 bcd 27,75 bcd 14,00 bcd 13,75 bc 8,75 b Cultura Anual – lodo 2 35,50 c 44,25 b 41,00 bc 12,00 cde 6,50 c 4,50 b Algodão em Cultivo Convencional 38,50 c 40,75 bc 39,50 bcd 4,00 e 5,75 c 8,25 b Média 45,03 A 42,09 A 43,28 A 17,75 A 14,19 B 12,88 B Coeficiente de variação 23,36 % 28,76 % H+Al, mmolc dm-3 Soma de Bases, mmolc dm-3
Mata Nativa 21,25 d 22,25 e 20,50 e 138,85 a 137,83 a 148,70 a Cultura Permanente - seringueira 52,25 b 66,50 b 66,50 b 40,13 bc 27,15 cd 36,73 cde Cultura Anual – SD20 anos 38,00 c 36,00 d 43,50 cd 55,45 b 57,05 bc 55,40 bcd Cultura Anual - SD8 anos 23,50 d 31,00 de 32,75 de 126,00 a 77,88 b 79,65 b Cultura Anual – lodo 0 22,75 d 20,50 e 25,75 e 61,00 b 72,05 b 63,75 bc Cultura Anual – lodo 1 44,75 bc 51,25 c 58,25 b 45,93 bc 51,03 bc 40,03 cde Cultura Anual – lodo 2 82,00 a 96,50 a 112,00 a 37,33 bc 28,13 cd 24,18 e Algodão em Cultivo Convencional 56,50 b 51,00 c 55,25 bc 24,10 c 22,83 d 30,15 de Média 42,63 C 46,88 B 51,81 A 66,10 A 59,24 A 59,82 A Coeficiente de variação 12,63 % 22,06 % Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por atributo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Continua...
42
Continuação... Tabela 5 – Análise química da fertilidade do solo nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 CTC, mmolc dm-3 V %
Mata Nativa 160,33 a 160,18 a 169,68 a 86,25 a 85,75 a 87,50 a Cultura Permanente - seringueira 92,48 bc 93,55 cd 103,13 c 43,25 d 28,75 e 35,75 d Cultura Anual – SD20 anos 93,65 bc 93,35 cd 99,00 c 59,50 c 61,25 c 56,00 c Cultura Anual - SD8 anos 149,75 a 108,80 bc 112,28 bc 84,00 a 71,00 bc 70,00 b Cultura Anual – lodo 0 84,13 c 92,83 cd 88,19 c 72,50 b 77,25 ab 72,25 b Cultura Anual – lodo 1 90,83 bc 102,38 bcd 98,48 c 50,50 cd 49,50 d 41,00 d Cultura Anual – lodo 2 119,30 b 124,65 b 136,30 b 31,25 e 23,00 e 17,75 e Algodão em Cultivo Convencional 80,65 c 74,00 d 85,55 c 29,75 e 31,00 e 34,75 d Média 108,89 A 106,21 A 111,57 A 57,13 A 53,44 B 51,88 B Coeficiente de variação 12,00 % 9,60 % Boro, g dm-3 Cobre, g dm-3
Mata Nativa 0,44 ab 0,45 b 0,39 b 3,33 e 4,98 c 3,78 e Cultura Permanente - seringueira 0,30 cd 0,29 de 0,30 bc 8,28 c 7,23 cde 7,58 cde Cultura Anual – SD20 anos 0,39 bc 0,38 bcd 0,38 b 7,58 cd 8,20 cd 9,13 c Cultura Anual - SD8 anos 0,30 cd 0,30 cde 0,33 b 6,65 cd 9,55 c 8,53 cd Cultura Anual – lodo 0 0,20 d 0,20 e 0,19 c 6,03 cde 6,83 cde 6,13 def Cultura Anual – lodo 1 0,36 bc 0,41 bc 0,40 b 13,35 b 17,05 b 16,50 b Cultura Anual – lodo 2 0,54 a 0,64 a 0,55 a 18,30 a 23,28 a 24,05 a Algodão em Cultivo Convencional 0,32 c 0,45 b 0,31 b 5,00 de 5,63 de 5,55 ef Média 0,36 A 0,37 A 0,35 A 8,56 B 10,34 A 10,15 A Coeficiente de variação 13,90 % 13,69 % Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por atributo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Continua...
43
Continuação... Tabela 5 – Análise química da fertilidade do solo nos tratamentos e épocas de amostragem.
Tratamentos Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Julho 2006 Janeiro 2007 Julho 2007 Ferro, g dm-3 Manganês, g dm-3
Mata Nativa 23,75 c 28,75 c 25,50 c 36,78 bc 26,73 bcd 26,55 bc Cultura Permanente - seringueira 17,25 c 17,75 c 18,00 c 38,68 bc 13,53 e 18,28 c Cultura Anual – SD20 anos 17,00 c 19,00 c 21,00 c 65,03 a 43,18 ab 46,63 a Cultura Anual - SD8 anos 14,25 c 19,25 c 18,25 c 46,60 b 38,80 abc 39,00 ab Cultura Anual – lodo 0 12,75 c 16,00 c 13,50 c 30,60 c 29,73 bcd 28,40 bc Cultura Anual – lodo 1 62,50 b 96,50 b 90,25 b 44,95 b 48,20 a 40,10 ab Cultura Anual – lodo 2 101,50 a 122,75 a 116,50 a 50,40 b 44,03 a 35,93 ab Algodão em Cultivo Convencional 21,00 c 19,00 c 16,25 c 28,78 c 20,95 de 19,00 c Média 33,75 B 42,38 A 39,91 A 42,73 A 33,14 B 31,73 B Coeficiente de variação 23,20 % 18,05 % Zinco, g dm-3 Mata Nativa 7,50 c 11,13 b 6,30 b Cultura Permanente - seringueira 2,43 c 1,53 c 1,65 b Cultura Anual – SD20 anos 3,05 c 2,78 c 3,23 b Cultura Anual - SD8 anos 4,23 c 4,93 bc 4,20 b Cultura Anual – lodo 0 2,58 c 3,35 c 3,13 b Cultura Anual – lodo 1 22,80 b 37,18 a 33,88 a Cultura Anual – lodo 2 35,30 a 43,08 a 38,33 a Algodão em Cultivo Convencional 1,80 c 1,85 c 1,88 b Média 9,95 B 13,23 B 11,57 AB Coeficiente de variação 29,63 % Médias com as mesmas letras minúsculas nas colunas e as maiúsculas nas linhas, por atributo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
44
4.4 Análises Estatísticas
A tabela 6 apresenta a matriz de correlação linear simples entre as variáveis dos
atributos químicos da fertilidade do solo, microbiológicos e físicos analisados.
Com exceção do pH e do boro, todos os outros atributos apresentaram
variabilidade elevada, bem como os atributos analisados na análise microbiológica. Na
análise de atributos físicos, DMP e DMG apresentaram valores baixos para de
variabilidade.
A análise dos dados apresentados revela correlações bem conhecidas.
Exemplos: entre o cálcio, matéria orgânica e pH, entre H+Al e pH, entre Soma de
Bases, pH, cálcio e magnésio, entre CTC, matéria orgânica e cálcio. Outras correlações
merecem menção, mas deverão ser mais bem estudadas, como as apresentadas pelos
micronutrientes ferro, boro e cobre e zinco, cobre e ferro. (tabela 6)
Entre os atributos microbiológicos estudados, apresentaram correlações elevadas
e positivas (> 0,60), o carbono orgânico nos microagregados, o CBM nos micro e
macroagregados com a matéria orgânica. A matéria orgânica com o cálcio também
apresentou correlações elevadas.
45
Tabela 6 - Matriz de correlação linear simples entre as variáveis dos atributos químicos da fertilidade do solo, microbiológicos e físicos de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos.
MO pH Fósforo Potássio Cálcio Magnésio H+Al Soma
bases V% CTC Boro Cobre Ferro Manganês Zinco
MO 1 pH 0.448 1 Fósforo -0.217 -0.367 1 Potássio -0.013 0.384 0.247 1 Cálcio 0.831 0.811 -0.301 0.192 1 Magnésio 0.130 0.715 -0.008 0.434 0.562 1 H+Al -0.187 -0.903 0.460 -0.440 -0.613 -0.632 1 Soma bases 0.710 0.866 -0.237 0.313 0.971 0.741 -0.685 1 V% 0.404 0.973 -0.303 0.472 0.800 0.776 -0.906 0.877 1 CTC 0.814 0.416 0.067 0.054 0.807 0.474 -0.086 0.785 0.428 1 Boro 0.455 -0.355 0.245 -0.177 0.094 -0.243 0.580 0.005 -0.326 0.501 1 Cobre -0.153 -0.631 0.570 -0.242 -0.432 -0.308 0.773 -0.444 -0.570 0.050 0.655 1 Ferro 0.027 -0.547 0.420 -0.385 -0.256 -0.311 0.718 -0.307 -0.509 0.192 0.742 0.930 1 Manganês 0.009 0.025 0.190 0.421 -0.001 0.152 0.010 0.057 0.098 0.086 0.396 0.339 0.288 1 Zinco 0.053 -0.455 0.407 -0.359 -0.191 -0.225 0.616 -0.230 -0.406 0.209 0.713 0.903 0.960 0.326 1
Continua ...
46
Continuação... Tabela 6 - Matriz de correlação linear simples entre as variáveis dos atributos químicos da fertilidade do solo, microbiológicos e físicos de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos.
MO pH Fósforo Potássio Cálcio Magnésio H+Al Soma bases V% CTC Boro Cobre Ferro Manganês Zinco
C org macro 0.688 0.191 0.000 0.019 0.524 0.062 0.045 0.444 0.184 0.640 0.478 0.070 0.193 0.106 0.172 C org micro 0.807 0.406 -0.209 -0.054 0.723 0.140 -0.173 0.623 0.364 0.707 0.384 -0.162 0.023 0.032 0.042 CBM macro 0.782 0.464 -0.143 0.101 0.747 0.202 -0.275 0.666 0.472 0.676 0.331 -0.162 -0.033 -0.041 -0.002 CMB micro 0.835 0.579 -0.290 0.033 0.824 0.245 -0.367 0.737 0.535 0.699 0.320 -0.235 -0.041 0.059 0.012 qMICmac 0.210 0.298 -0.021 0.134 0.312 0.162 -0.266 0.302 0.334 0.189 -0.050 -0.139 -0.133 -0.119 -0.100 qMICmic 0.315 0.440 -0.208 0.122 0.412 0.227 -0.377 0.401 0.419 0.232 0.033 -0.153 -0.081 0.115 -0.020 9,52-7,95 mm 0.420 0.285 -0.189 0.046 0.376 0.167 -0.169 0.352 0.241 0.337 -0.022 -0.243 -0.240 0.015 -0.247 7,95-6,35 mm 0.675 0.427 -0.157 0.065 0.613 0.226 -0.216 0.561 0.365 0.585 0.170 -0.265 -0.193 0.046 -0.192 6,35-4,00 mm 0.839 0.503 -0.256 -0.027 0.749 0.216 -0.237 0.666 0.450 0.710 0.305 -0.207 -0.073 0.057 -0.048 4,00-2,00 mm 0.707 0.367 -0.100 -0.138 0.588 0.096 -0.068 0.498 0.327 0.624 0.432 0.089 0.225 0.157 0.247 2,00-1,00 mm -0.574 -0.309 0.470 0.469 -0.527 -0.059 0.182 -0.425 -0.208 -0.428 -0.090 0.295 0.073 0.420 0.064 1,00-0,50 mm -0.720 -0.414 0.281 0.290 -0.638 -0.165 0.138 -0.551 -0.347 -0.637 -0.369 0.009 -0.163 -0.082 -0.191 0,50-0,250 mm -0.729 -0.430 0.044 -0.160 -0.624 -0.192 0.158 -0.566 -0.402 -0.639 -0.308 0.093 0.042 -0.226 0.031 DMP 0.771 0.466 -0.187 0.020 0.679 0.214 -0.206 0.611 0.411 0.661 0.256 -0.188 -0.097 0.100 -0.086 DMG 0.852 0.505 -0.272 -0.044 0.757 0.186 -0.246 0.664 0.440 0.699 0.289 -0.243 -0.110 0.048 -0.093
Continua ...
47
Continuação... Tabela 6 - Matriz de correlação linear simples entre as variáveis dos atributos químicos da fertilidade do solo, microbiológicos e físicos de um Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP, sob usos e manejos distintos.
C org C org CBM CMB qMIC qMIC 9,52- 7,95- 6,35- 4,00- 2,00- 1,00- 0,50- DMP DMG macro micro macro micro mac mic 7,95 6,35 4,00 2,00 1,00 0,50 0,250
C org macro 1 C org micro 0.600 1 CBM macro 0.543 0.607 1 CMB micro 0.556 0.695 0.781 1 qMICmac -0.166 0.117 0.629 0.272 1 qMICmic 0.132 0.033 0.435 0.698 0.249 1 9,52-7,95 0.337 0.396 0.295 0.301 0.051 0.019 1 7,95-6,35 0.473 0.712 0.513 0.592 0.108 0.150 0.748 1 6,35-4,00 0.585 0.795 0.634 0.735 0.156 0.243 0.636 0.891 1 4,00-2,00 0.573 0.570 0.592 0.668 0.141 0.331 0.239 0.475 0.721 1 2,00-1,00 -0.392 -0.559 -0.421 -0.566 -0.053 -0.221 -0.402 -0.527 -0.575 -0.296 1 1,00-0,50 -0.547 -0.663 -0.583 -0.724 -0.148 -0.374 -0.464 -0.677 -0.822 -0.828 0.617 1 0,50-0,250 -0.556 -0.652 -0.573 -0.605 -0.139 -0.181 -0.624 -0.808 -0.890 -0.795 0.217 0.696 1 DMP 0.571 0.727 0.592 0.664 0.135 0.206 0.780 0.932 0.960 0.703 -0.497 -0.801 -0.933 1 DMG 0.615 0.808 0.664 0.756 0.154 0.250 0.687 0.892 0.963 0.753 -0.590 -0.840 -0.895 0.970 1
48
Uma correlação positiva que chama bastante a atenção é a dos agregados de
tamanho médio (6,35 a 2,00 mm) e não os agregados maiores (9,52 a 6,35 mm) com a
matéria orgânica. Possivelmente, os agregados maiores na sua formação tiveram maior
contribuição da compactação do que material orgânico. CARPENEDO &
MIELNICZUK (1990), ao analisarem detalhadamente a estrutura interna dos agregados
observaram que seu aumento de tamanho ocorreu por forças de compressão e não por
ação biológica das raízes e microrganismos. Esses agregados também apresentaram
baixa porosidade indicando que foram obtidos por forças de compressão.
O DMP e o DMG também se correlacionaram positivamente com a matéria
orgânica e com o cálcio. Os agregados de tamanho médio também apresentaram
correlação positiva com o carbono orgânico nos microagregados e com o CBM também
nos microagregados. DMP e DMG apresentaram correlação positiva com o carbono
orgânico nos microagregados.
4.4.1 Análise de Componentes Principais
Para a análise multivariada de componentes principais inicialmente foram
correlacionados os oito usos e manejos com as trinta variáveis de resposta do solo nas
três épocas de amostragem (julho de 2006, janeiro de 2007, julho de 2007), e depois se
analisou a interação entre as três épocas de avaliação.
Realizou-se a análise de componente principal para cada época foram extraídos
30 componentes principais e desses foram escolhidos os três primeiros para esta
discussão. Em cada época de avaliação e para a interação entre as épocas foram
extraídos três componentes principais que explicam, em porcentagem da variabilidade
total, 75,67 % em julho de 2006, 79,66 %em janeiro de 2007, 77,36 % em julho de 2006
e 72,04 % da interação entre as três épocas conforme se verifica na tabela 7.
49
Tabela 7 – Resumo dos componentes principais da análise multivariada das
variáveis de resposta do Latossolo Vermelho Distroférrico em Campinas, SP.
Época de
amostragem Componente
número Autovalor Porcentagem da variância
Porcentagem acumulada
Julho de 2006 (E1)
1 14.3501669 47,83 47,83 2 5.1639917 17,21 65,05 3 3.1860462 10,62 75,67
Janeiro de 2007 (E2)
1 14.1820056 47,27 47,27 2 6.7687554 22,56 69,84 3 2.9481497 9,83 79,66
Julho de 2007 (E3)
1 13.3398519 44,47 44,47 2 6.9531224 23,18 67,64 3 2.9138706 9,71 77,36
E1xE2xE3 1 13.0193000 43,40 43,40 2 5.8749249 19,58 62,98 3 2.7183709 9,06 72,04
As correlações encontradas em cada etapa de análise são descritas e discutidas
nos itens a seguir.
4.4.1.1 Análise de componentes principais para a primeira época de amostragem -
julho de 2006
O componente principal 1 (Comp. 1), que explica 47,83 % da variabilidade dos
dados apresentou valores mais elevados de correlação com porcentagem de agregados
da classe 6,35 – 4,00 mm, Ca, DMG, carbono orgânico nos macroagregados, CBM nos
microagregados, MO, porcentagem de agregados da classe 7,95 – 6,35 mm, DMP,
carbono orgânico nos microagregados, CBM nos macroagregados e soma de bases. A
maior correlação negativa que também apresentou baixo valor ocorreu com a
porcentagem de agregados da classe 0,50 – 0,250 mm (Tabela 8).
O componente principal 2 (Comp. 2) explica 17,21 % das diferenças entre as
variáveis estudadas, apresenta valores de correlação mais elevados para boro, ferro,
zinco, H+Al e cobre. A maior correlação negativa ocorreu com o pH.
O componente principal 3 (Comp. 3), que explica 10,62 % da variabilidade
encontrada, apresentou os maiores valores de correlação positiva entre os três
componentes para Mn, P, K e porcentagem de agregados da classe 2,00 – 1,00 mm. As
50
correlações negativas apresentaram valores muito baixos.
Observou-se que 75,67% da variância do grupo de dados tiveram contribuição
direta dos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos.
Tabela 8 – Coeficientes de correlação entre variáveis originais de respostas do Latossolo Vermelho Distroférrico e componentes principais. Primeira época de amostragem, julho de 2006.
Atributo Componente Principal Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3
Matéria orgânica 0,238466 0,128512 -0,003804 pH 0,193588 -0,233677 0,078954 Fósforo -0,029558 -0,029996 0,409065 Potássio 0,055035 -0,223506 0,393518 Cálcio 0,244137 -0,020965 0,064926 Magnésio 0,103550 -0,185608 0,282578 H+Al -0,155312 0,316485 -0,032297 Soma de bases 0,223950 -0,085387 0,157590 V % 0,196641 -0,209671 0,145044 Capacidade de troca catiônica 0,197817 0,085589 0,187225 Boro 0,050548 0,376564 0,161031 Cobre -0,123400 0,316443 0,179781 Ferro -0,089386 0,370227 0,121540 Manganês 0,010400 0,087114 0,410558 Zinco -0,073647 0,362182 0,162300 Carbono orgânico nos macroagregados 0,242449 0,096924 -0,043094 Carbono orgânico nos microagregados 0,233259 0,111726 -0,085258 Carbono da biomassa microbiana nos macroagregados 0,230110 0,143440 0,033614 Carbono da biomassa microbiana nos microagregados 0,242334 0,043768 0,031836 Quociente microbiano nos macroagregados 0,147436 0,155379 0,164291 Quociente microbiano nos microagregados 0,018034 -0,164190 0,250143 Agregado de 9,52 – 7,95 mm 0,134498 -0,044001 -0,134083 Agregado de 7,95 – 6,35 mm 0,235214 -0,001809 -0,055854 Agregado de 6,35 – 4,00 mm 0,250754 0,050342 -0,071575 Agregado de 4,00 – 2,00 mm 0,137594 0,181312 0,014239 Agregado de 2,00 – 1,00 mm -0,185308 -0,031501 0,296242 Agregado de 1,00 – 0,50 mm -0,218653 -0,151155 0,050185 Agregado de 0,50 – 0,25 mm -0,222206 -0,052738 -0,014695 Diâmetro médio ponderado 0,235159 0,033766 -0,072500 Diâmetro médio geométrico 0,243046 0,077756 -0,120817
A figura 18 mostra a distribuição dos tratamentos quando correlacionados os
componentes principais 1 e 2, para a primeira época de amostragem, em julho de 2006.
A análise da figura 18, dispersão de valores entre as componentes 1 e 2, mostra
que o tratamento mata tem contribuição dos maiores valores do componente principal
1, para o qual as variáveis que mais colaboram são os agregados, nas classes de
tamanho 7,95- 6,35mm, 6,35-4mm, além do DMP e DMG. Observa-se também que o
tratamento cultura anual - lodo dose 2 teve influência maior dos valores positivos do
componente principal 2, para o qual concorrem parâmetros de fertilidade química do
51
solo como boro e ferro. O tratamento lodo dose 2 é justamente o que recebeu o maior
aporte de elementos químicos devido a constituição do lodo aplicado. A análise de
componentes principais mostrou-se bastante adequada para separar os tratamentos em
função das variáveis de resposta. Outra separação bastante clara é com relação ao
tratamento algodão em plantio convencional (Cultura anual convencional) e lodo 0.
Conforme a figura 8, estes tratamentos foram influenciados pelos valores negativos do
componente principal 1 que teve correlações negativas com os agregados das classes
menores que 2,00 mm e com o componente 2 que teve correlações com o pH. Os
atributos citados, na análise univariada, também contribuíram para diferenciar esses
tratamentos dos demais. Quando se utilizou a comparação dos componentes principais
2 e 3, percebe-se que o tratamento cultura anual - lodo 0 mostrou os maiores valores
para os componentes 2 e 3.
4.4.1.2 Análise de componentes principais para a segunda época de amostragem – janeiro de 2007
O componente principal 1 (Comp. 1), que explica 47,27 % da variabilidade dos
dados apresenta as correlações mais elevadas para DMG, Ca, CBM nos
microagregados, MO, CBM nos macroagregados, porcentagem de agregados da classe
6,35-4,00 mm, DMP, carbono orgânico nos macroagregados, CTC, soma de bases e
porcentagem de agregados da classe 4,00-2,00 mm. As maiores correlações negativas
que também apresentaram baixos valores ocorreram com porcentagem de agregados da
classe 1,00 – 0,50 mm e 0,50 - 0,250 mm.
O componente principal 2 (Comp. 2) explica 22,56 % da variabilidade e
apresenta correlações mais elevadas para H+Al, ferro, boro, cobre, ferro e zinco. A
maior correlação negativa ocorreu com o pH.
O componente principal 3 (Comp. 3), que explica 9,83 % da variabilidade, foi o
que apresentou, entre os três componentes, os maiores valores de correlação positiva
para manganês, magnésio, zinco, cobre, porcentagem de agregados da classe 2,00-
1,00 mm, ferro, V%, fósforo e potássio. A maior correlação negativa ocorreu com
porcentagem de agregados da classe 9,52-7,95 mm.
A figura 19, dispersão das parcelas dos tratamentos entre o componente
principal 1 e componente principal 2 na segunda época de amostragem (janeiro de
2007), mostra um agrupamento das parcelas de cada tratamento. A mata nativa
apresenta suas parcelas agrupadas e com maior influência do componente principal 1 o
52
qual, nessa época, correlacionou-se com atributos químicos como o cálcio. O
tratamento cultura anual - lodo 2 foi infuenciado por maiores valores do componente
principal 2, o qual se correlacionou também com atributos químicos como o H+Al. As
considerações feitas para a relação do componente principal 1 e componente principal 2
na primeira época de amostragem (julho de 2006) para o tratamento mata nativa e
cultura anual - lodo dose 2, também são aplicáveis para esta segunda época de
amostragem (Figura 19). Um fato que chama a atenção para quase todos os outros
tratamentos é sua concentração próxima aos eixos X e Y abaixo dos valores 0,5. Pode
ser que a uniformização das condições do solo causada pela disponibilidade de água
nessa época seja a responsável por esse comportamento similar entre os tratamentos.
Entre os componentes principais 2 e 3 vê-se uma dispersão maior entre os tratamentos.
O tratamento cultura anual - lodo 0 tem maior contribuição do componente 3 enquanto
o tratamento cultura anual - lodo 1 e lodo 2 do componente principal 2. Também se
observa o posicionamento do tratamento cultura anual em manejo convencional
influenciado pelo componente principal 2.
53
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Componente principal 1
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Julho de 2006C
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-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Componente principal 2
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Julho de 2006
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Figura 18 - Relação dos componentes principais (1 e 2; 2 e 3) em julho de 2006.
54
Tabela 9 – Coeficientes de correlação entre variáveis originais de respostas do Latossolo Vermelho Distroférrico e componentes principais. Segunda época de amostragem, janeiro de 2007.
Atributo Componente Principal Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3
Matéria orgânica 0,241432 0,072997 -0,043464 pH 0,166738 -0,269582 0,151955 Fósforo -0,079442 0,148001 0,225523 Potássio 0,019370 -0,205919 0,225477 Cálcio 0,245244 -0,104990 0,089436 Magnésio 0,098228 -0,230711 0,307028 H+Al -0,093245 0,343243 -0,095100 Soma de bases 0,227605 -0,150001 0,155545 V % 0,156828 -0,262063 0,226476 Capacidade de troca catiônica 0,232234 0,106160 0,130188 Boro 0,085661 0,324416 0,159317 Cobre -0,059495 0,315155 0,284447 Ferro -0,017385 0,331607 0,241469 Manganês -0,010012 0,100530 0,465602 Zinco -0,000106 0,302585 0,285446 Carbono orgânico nos macroagregados 0,232775 0,096321 -0,036255 Carbono orgânico nos microagregados 0,205205 0,163894 -0,037816 Carbono da biomassa microbiana nos macroagregados 0,240462 -0,024017 0,016794 Carbono da biomassa microbiana nos microagregados 0,242209 -0,028297 0,014268 Quociente microbiano nos macroagregados 0,154751 -0,132789 0,095512 Quociente microbiano nos microagregados 0,196236 -0,144521 0,080003 Agregado de 9,52 – 7,95 mm 0,150157 0,074137 -0,255517 Agregado de 7,95 – 6,35 mm 0,201938 0,076258 -0,180435 Agregado de 6,35 – 4,00 mm 0,238784 0,105797 -0,067625 Agregado de 4,00 – 2,00 mm 0,222678 0,102945 0,044383 Agregado de 2,00 – 1,00 mm -0,143248 -0,101594 0,251372 Agregado de 1,00 – 0,50 mm -0,225572 -0,125637 0,018875 Agregado de 0,50 – 0,25 mm -0,225470 -0,084432 0,013000 Diâmetro médio ponderado 0,235715 0,100636 -0,097592 Diâmetro médio geométrico 0,253290 0,066936 -0,101657
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-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Componente principal 1
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Janeiro de 2007C
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-2,5 -1,5 -0,5 0,5 1,5 2,5 3,5
Componente principal 2
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Janeiro de 2007
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c
Figura 19 - Relação dos componentes principais (1 e 2; 2 e 3 ) em janeiro de 2007.4.4.1.3 Análise de componentes principais para a terceira época de amostragem – julho de 2007
O componente principal 1 (Comp. 1), o qual explica 44,47 % da variabilidade
dos dados apresenta maiores correlações positivas com DMG, cálcio, porcentagem de
56
agregados da classe 6,35- 4,00 mm, MO, DMP, carbono orgânico nos microagregados,
soma de bases, CBM nos microagregados, CTC, porcentagem de agregados da classe
4,00-2,00 mm, porcentagem de agregados da classe 9,52-7,95 mm e de 7,95-6,35 mm.
As maiores correlações negativas ocorreram com porcentagem de agregados das
classes 1,00 – 0,50 mm e 0,50 – 0,250 mm (Tabela 10).
O componente principal 2 (Comp. 2) explica 23,18 % da variabilidade e
apresenta da mesma forma correlações positivas com o ferro, cobre, zinco, boro e H+Al.
As maiores correlações negativas ocorreram com V %, pH e Mg.
O componente principal 3 (Comp. 3), que explica 9,71 % da variabilidade,
apresentou os maiores valores de correlação positiva entre os três componentes
principais para K, Mg, Mn, porcentagem de agregados da classe 2,00-1,00 mm. As
correlações negativas apresentaram valores muito baixos.
A figura 20 mostra um agrupamento das parcelas por tratamento, porém com
uma proximidade maior, semelhante ao ocorrido em janeiro de 2007 onde novamente a
mata nativa é influenciada pelo componente principal 1. Esse componente, nessa época,
correlacionou-se com atributos químicos como a matéria orgânica. Os tratamentos
cultura anual - lodo doses 1 e 2 tiveram maior contribuição do componente principal 2
que se correlacionou também com atributos químicos, como o Fe. Observa-se, para a
relação dos componentes principais 2 e 3, que o tratamento cultura anual - lodo dose 2
teve novamente maior contribuição do componente principal 2. Por outro lado vê-se,
próximo ao componente principal 3 o tratamento cultura anual - lodo dose 0 e cultura
anual - SD8 anos. Em julho de 2007 o componente principal 3 correlacionou-se com o
atributo químico potássio.
57
Tabela 10 – Coeficientes de correlação entre variáveis originais de respostas do
Latossolo Vermelho Distroférrico e componentes principais. Terceira época de
amostragem, julho de 2007.
Atributo Componente Principal Comp,1 Comp,2 Comp, 3
Matéria orgânica 0,250880 0,094262 -0,038007 pH 0,197731 -0,229783 0,098233 Fósforo -0,117758 0,211344 0,215332 Potássio -0,001736 -0,140546 0,489977 Cálcio 0,254859 -0,090994 0,060270 Magnésio 0,121253 -0,221521 0,235585 H+Al -0,112262 0,320039 -0,108020 Soma de bases 0,240730 -0,126669 0,116400 V % 0,174600 -0,249383 0,186705 Capacidade de troca catiônica 0,225281 0,141860 0,054539 Boro 0,046684 0,325998 0,119451 Cobre -0,083954 0,333074 0,149581 Ferro -0,031168 0,349793 0,087830 Manganês -0,002448 0,092576 0,482289 Zinco -0,031647 0,327576 0,111278 Carbono orgânico nos macroagregados 0,121640 0,208986 0,057395 Carbono orgânico nos microagregados 0,246754 0,098832 -0,026331 Carbono da biomassa microbiana nos macroagregados 0,208560 0,006368 0,193551 Carbono da biomassa microbiana nos microagregados 0,225559 0,081306 0,015108 Quociente microbiano nos macroagregados 0,040788 -0,151565 0,130579 Quociente microbiano nos microagregados 0,100490 0,070705 0,057543 Agregado de 9,52 – 7,95 mm 0,223606 -0,034089 -0,097624 Agregado de 7,95 – 6,35 mm 0,223348 0,048678 -0,144589 Agregado de 6,35 – 4,00 mm 0,252454 0,064343 -0,102159 Agregado de 4,00 – 2,00 mm 0,224437 0,170508 0,066749 Agregado de 2,00 – 1,00 mm -0,143625 0,024173 0,389926 Agregado de 1,00 – 0,50 mm -0,217307 -0,122922 0,116670 Agregado de 0,50 – 0,25 mm -0,216078 -0,100237 -0,104894 Diâmetro médio ponderado 0,249809 0,073503 -0,051460 Diâmetro médio geométrico 0,262080 0,066028 -0,065275
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-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Componente principal 1
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Julho de 2007C
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Componente principal 2
Mata nativa Cultura perm.-seringueira Cultura anual/SD20 anos Cultura anual/SD8 anosCultura anual/Lodo 0 Cultura anual/Lodo 1 Cultura anual/Lodo 2 Cultura anual/conv.
Julho de 2007
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Figura 20 - Relação dos componentes principais (1 e 2; 2 e 3) em julho de 2007.4.4.1.4 Análise de componentes principais para correlações entre as épocas de amostragem - julho de 2006 x janeiro de 2007 x julho de 2007
O componente principal 1 (Comp. 1), que explica 43,40 % da variabilidade dos
dados apresenta baixas correlações, sendo que os seus maiores valores ocorreram para
DMG, Ca, porcentagem de agregados da classe 6,35-4,00 mm, DMP, MO, soma de
59
bases, CBM nos microagregados, porcentagem de agregados da classe 7,95-6,35 mm e
carbono orgânico nos microagregados MO, Ca, soma de bases, CTC, carbono orgânico
de microagregado. As maiores correlações negativas que também apresentaram baixos
valores ocorreram com porcentagem de agregados das classes 0,50 – 0,25 mm e 1,00-
0,50 mm (Tabela 11).
Tabela 11 – Coeficientes de correlação entre variáveis originais de respostas do Latossolo Vermelho Distroférrico e componentes principais. Relação das três épocas de amostragem (julho de 2006 e 2007 e janeiro de 2007).
Atributo Componente Principal Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3
Matéria orgânica 0,244745 0,108924 -0,025268 pH 0,199590 -0,242339 0,134691 Fósforo -0,085154 0,151292 0,297224 Potássio 0,030211 -0,182840 0,379036 Cálcio 0,257125 -0,069780 0,092321 Magnésio 0,117648 -0,192294 0,301011 H+Al -0,130918 0,335576 -0,096575 Soma de bases 0,241752 -0,115436 0,170811 V % 0,188822 -0,242403 0,213112 Capacidade de troca catiônica 0,219400 0,127521 0,151224 Boro 0,055964 0,355972 0,132038 Cobre -0,097725 0,340654 0,197798 Ferro -0,054098 0,365222 0,151283 Manganês 0,013516 0,095157 0,376298 Zinco -0,041279 0,344680 0,192887 Carbono orgânico nos macroagregados 0,170405 0,167225 0,008351 Carbono orgânico nos microagregados 0,220775 0,100448 -0,079569 Carbono da biomassa microbiana nos macroagregados 0,214931 0,044348 0,083873 Carbono da biomassa microbiana nos microagregados 0,239407 0,039453 0,051415 Quociente microbiano nos macroagregados 0,076676 -0,074658 0,124579 Quociente microbiano nos microagregados 0,113905 -0,054203 0,164831 Agregado de 9,52 – 7,95 mm 0,158874 -0,001376 -0,209057 Agregado de 7,95 – 6,35 mm 0,224653 0,039695 -0,149140 Agregado de 6,35 – 4,00 mm 0,254328 0,081099 -0,104206 Agregado de 4,00 – 2,00 mm 0,199998 0,162590 0,053539 Agregado de 2,00 – 1,00 mm -0,163048 -0,029549 0,332933 Agregado de 1,00 – 0,50 mm -0,223379 -0,139833 0,083999 Agregado de 0,50 – 0,25 mm -0,226079 -0,095135 -0,012702 Diâmetro médio ponderado 0,245841 0,078857 -0,110881 Diâmetro médio geométrico 0,258281 0,076826 -0,127449
O componente principal 2 (Comp. 2) explica 19,58 % da variabilidade e
apresenta também correlações baixas, mas maiores do que no componente 1 e
ocorreram com ferro, boro, zinco, cobre e H+Al. A maior correlação negativa ocorreu
com o pH.
O componente principal 3 (Comp. 3), que explica 9,06 % da variabilidade
apresentou os maiores valores de correlação positiva entre os três componentes
60
principais para as épocas de amostragem, porém de menor valor quando comparado
com as análises de épocas de amostragem separadas. Correlações positivas ocorreram
para P, K, Mg, Mn e agregados da classe 2,00-1,00 mm. As correlações negativas
apresentaram valores muito baixos.
4.4.2 Considerações gerais
4.4.2.1 – Análise de Variância - Agregação e Atividade Microbiana
Observados e discutidos os resultados das análises estatísticas verificou-se, nas
condições do trabalho, que a agregação entre os manejos e usos estudados em relação à
mata nativa apresentou os maiores valores de DMP para manejos com menor
revolvimento do solo (cultura anual - SD20 anos, cultura anual - SD 8 anos e cultivo
permanente - seringueira). Em geral, a maior porcentagem das classes de agregados
acima de 2,00 mm, chamados aqui de macroagregados, também ocorreram nos manejos
de menor revolvimento de solo.
Quanto à atividade microbiana observada em macro e microagregados verificou-
se que as duas frações de agregados foram eficientes para apresentar diferenças entre os
tratamentos, porém os resultados dos atributos microbiológicos nos macroagregados
podem ainda ser diferentes devido ao método aqui aplicado para quantificar os
atributos.
Os manejos de menor revolvimento do solo apresentaram maior porcentagem de
macroagregados, ou seja, maior porcentagem de agregados entre 9,52 e 2,00 mm,
fornecendo melhores condições para a atividade microbiana e consequentemente
envolvendo esses dois aspectos, espera-se uma capacidade maior de seqüestro de
carbono nestes manejos. CAMPOS et al. (1995) verificaram que no sistema plantio
direto, o diâmetro médio dos agregados do solo foi cerca de duas vezes maior que no
sistema de plantio convencional e essa diferença foi diretamente relacionada ao
incremento de carbono orgânico e atividade microbiana no sistema de plantio direto.
Porém quando se verificam os dados microbiológicos aqui encontrados não se pode
confirmar essa afirmativa pois os macroagregados apresentaram menores valores entre
os atributos microbiológicos.
61
4.4.2.2 Análise dos componentes principais
Alguns parâmetros apresentaram, mas de forma similar, correlações positivas e
negativas na distribuição entre os três primeiros componentes em relação às épocas de
amostragem e à interação entre épocas de amostragem. As correlações mais
frequentemente verificadas entre as componentes e parâmetros analisados estão em
negrito na Tabela 12. As correlações positivas para o componente 1 foram porcentagem
de agregados da classe 6,35 – 4,00 mm, Ca, DMG, CBM nos microagregados, MO,
DMP e soma de bases; para o componente 2 foram B, Fe, Zn, H+Al e Cu; para o
componente 3 foram K e Mn. As correlações negativas para o componente 1 foram
classe de tamanho de agregados 0,50 – 0,25 mm, porcentagem de agregados da classe
0,50 – 0,25 mm; para o componente 2 foi o pH; para o componente 3 as correlações
negativas foram baixas.
Os usos e manejos lodo 1 e 2 receberam maiores concentrações de elementos
químicos devido à adubação com lodo, fato evidenciado pela análise de componentes
principais que nas figuras de dispersão posicionou suas parcelas influenciadas pelo
componente 2.
Nos manejos e usos onde ocorreu maior revolvimento de solo como o plantio
convencional com algodão e cultura anual-lodo 0, houve maior fracionamento de
agregados. Esses tratamentos tiveram suas parcelas agrupadas através da análise de
componentes principais certamente pelos valores dos atributos que se correlacionaram
de forma negativa com o componente 1 e componente 2.
A mata nativa diferenciou-se dos demais tratamentos através da análise de
componentes principais tanto pelos valores positivos do componente 1 quanto do
componente 2, os quais se correlacionaram tanto com atributos físicos (agregados),
quanto com os químicos (macro e micronutrientes) e microbiológicos (CBM, CO e
qMic).
Tabela 12 – Quadro geral de análise de componentes principais para épocas.
Época de amostragem Correlações Positivas Correlações Negativas
Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3 Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3
Julho de 2006
% de agregados da classe 6,35 – 4,00 mm, Ca, DMG, carbono orgânico nos macroagregados, CBM nos microagregados, MO, % de agregados da classe 7,95 – 6,35 mm, DMP, carbono orgânico nos microagregados, CBM nos macroagregados e soma de bases
B, Fe, Zn, H+Al e Cu
Mn, P, K e % de agregados da classe 2,00 – 1,00 mm
% de agregados da classe 0,50 – 0,25 mm
pH Baixos valores
Janeiro de 2007
DMG, Ca, CBM nos microagregados, MO, CBM nos macroagregados, % de agregados da classe 6,35-4,00 mm, DMP, carbono orgânico nos macroagregados, CTC, soma de bases e % de agregados da classe 4,00-2,00 mm.
H+Al, Fe, B, Cu, e Zn
Mn, Mg, Zn, Cu, % de agregados da classe 2,00-1,00 mm, Fe, V%, P e K
% de agregados da classe 1,00–0,50 mm e 0,50 - 0,25 mm.
pH % de agregados da classe 9,52-7,95 mm.
Julho de 2007
DMG, Ca, % de agregados da classe 6,35- 4,00 mm, MO, DMP, carbono orgânico nos microagregados, soma de bases, CBM nos microagregados, CTC, porcentagem de agregados da classe 4,00-2,00 mm, porcentagem de agregados da classe 9,52-7,95 mm e de 7,95-6,35 mm.
Fe, Cu, Zn, B e H+Al
K, Mn, % de agregados da classe 2,00-1,00 mm
% de agregados das classes 1,00–0,50 mm e 0,50-0,25 mm
V%, pH e Mg
Baixos valores
Época 1xÉpoca 2xÉpoca 3
DMG, Ca, % de agregados da classe 6,35-4,00 mm, DMP, MO, soma de bases, CBM nos microagregados, % de agregados da classe 7,95-6,35 mm e carbono orgânico nos microagregados
Fe, B, Zn, Cu e H+Al
K e Mn % de agregados das classes 0,50–0,25 mm e 1,00-0,50 mm
pH Baixos valores
Comp. 1 = componente principal 1; Comp. 2 = componente principal 2; Comp. 3 = componente principal 3
62
63
5 CONCLUSÕES
Mata nativa, de forma geral, diferenciou-se dos demais tratamentos segundo
parâmetros da atividade microbiana e a agregação no solo, caracterizando que sua
substituição por usos e manejos agrícolas altera a qualidade do solo.
Os resultados de variáveis microbiológicas e carbono orgânico, tanto nos macro
quanto nos microagregados, não apresentaram diferenças significativas, mas verifica-se
que o uso dado ao solo influencia mais a microbiota do que os micro-habitats definidos
pelos macro e microagregados.
Nas diferentes épocas de amostragem do solo, a da seca (julho de 2006 e de
2007) resultou em maiores valores para a porcentagem de classes de agregados, mas
não se evidenciaram comportamentos distintos para avaliação da agregação e atividade
microbiana entre as épocas da seca e das águas.
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Consórcio TC/BR/Funatura., 1999.
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64
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