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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE
UNICENTRO
QUALIDADE FÍSICA DO SOLO E LIMITES
CRÍTICOS DE ATRIBUTOS FÍSICOS DE
LATOSSOLO BRUNO DISTRÓFICO EM FUNÇÃO DA
PRODUTIVIDADE DAS CULTURAS DE MILHO E
AVEIA.
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
ELOI BARETA JUNIOR
GUARAPUAVA-PR
2018
ELOI BARETA JUNIOR
QUALIDADE FÍSICA DO SOLO E LIMITES CRÍTICOS DE ATRIBUTOS
FÍSICOS DE LATOSSOLO BRUNO DISTRÓFICO EM FUNÇÃO DA
PRODUTIVIDADE DAS CULTURAS DE MILHO E AVEIA.
Dissertação apresentada à Universidade
Estadual do Centro-Oeste, como parte
das exigências do Programa de Pós-
Graduação em Agronomia – Mestrado,
área de concentração em Produção
Vegetal para a obtenção do título de
Mestre.
Profa. Dra. Aline Marques Genú
Orientadora
Prof. Dr. Cristiano Andre Pott
Coorientador
Guarapuava-PR
2018
Catalogação na Publicação Biblioteca Central da Unicentro, Campus Santa Cruz
Bareta Junior, Eloi
B248q Qualidade física do solo e limites críticos de atributos físicos de latossolo bruno distrófico em função da produtividade das culturas de milho e aveia / Eloi Bareta Junior. – – Guarapuava, 2018.
xv, 63 f. : il. ; 28 cm Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste,
Programa de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração em Produção Vegetal, 2018
Orientadora: Aline Marques Genú coorientador: Cristiano André Pott Banca examinadora: Cristiano André Pott, André Pellegrini, Leandro Rampim, Marcelo Marques Lopes Muller, Luiz Fernando Machado Kramer
Bibliografia
1. Agronomia. 2. Produção vegetal. 3. Compactação do solo. 4.
Indicadores de qualidade física. 5. Tráfego de máquina. 6. Densidade do solo. 7. Porosidade. I. Título. II. Programa de Pós-Graduação em Agronomia.
CDD 630
“Obstáculos não devem te impedir.
Se você encontra uma parede, não desista.
Descubra como escalá-la.”
Michael Jordan
DEDICO
In memorian Eloi Bareta
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus... Pelo dom da vida, e à Nossa Senhora Aparecida por
muitas intercessões que me foram concedidas.
À minha mãe Edna Aparecida Piontek, pelo amor, carinho, força, incentivo e pelas
milhares de orações que fez por mim nesta trajetória. A senhora é uma Guerreira.
Ao meu irmão Eron José Piontek Bareta, pelo companheirismo, amor, carinho.
Ao meu pai Eloi Bareta (in memoriam), por estar presente espiritualmente em meu
coração e pensamentos.
Ao Professor Dr. Cristiano Andre Pott, pelo apoio, paciência, amizade, orientação
e exemplo de profissional.
À Professora Dra. Aline Marques Genú, pelo apoio, incentivo, amizade, orientação
e exemplo profissional.
Pelos amigos Wagner D. Kachinski, Alan D. Kachinski, Guilherme Hipólito,
Rafael Yoschio, Celso Nunes, Matheus Martins entre outros, que me ajudaram na
condução do experimento.
A Coordenadoria de Aperfeiçoamento Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo
concessão de bolsa de estudos.
SUMÁRIO
ABREVIATURAS ........................................................................................................... i
RESUMO ......................................................................................................................... ii
ABSTRACT ................................................................................................................... iv
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 4
3. REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................... 5
3.1. Qualidade do solo ...................................................................................................... 5 3.1.1. Qualidade Física do solo......................................................................................... 6
3.2. Indicadores de Qualidade física ................................................................................. 7
3.3. Efeito da Compactação do solo na estrutura do solo ................................................. 9
3.4. Efeito do Tráfego de máquinas e compactação do solo .......................................... 10
3.5. Sistema de Plantio direto (SPD) e compactação do solo ......................................... 11
3.6. Efeito do tráfego de máquinas e compactação do solo sobre as plantas no SPD .... 12
4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 14
4.1. Área experimental.................................................................................................... 14 4.2. Solo .......................................................................................................................... 15
4.3. Clima ....................................................................................................................... 15
4.4. Delineamento experimental ..................................................................................... 17
4.5. Manejo do solo ........................................................................................................ 17
4.5.1. Antes da compactação do solo.............................................................................. 17
4.5.2. Após compactação do solo ................................................................................... 19
4.6. Determinação da Densidade Máxima do solo (DMaxS) ......................................... 20
4.1. Compactação da área experimental ......................................................................... 21
4.2. Parâmetros avaliados ............................................................................................... 23
4.3. Avaliação física do solo ........................................................................................... 23
4.3.1. Coleta de amostras indeformadas e análises laboratoriais .................................... 23
4.3.2. Avaliação da resistência do solo à penetração no campo ..................................... 26
4.3.3. Infiltração de água no solo no campo ................................................................... 26
4.3.4. Fitometria das plantas e componentes de produtividade da cultura do milho ...... 28
4.3.4.1. Altura de plantas ................................................................................................ 28
4.3.4.2. Diâmetro do colmo ............................................................................................ 28
4.3.4.3. Altura de inserção da espiga .............................................................................. 29
4.3.4.4. Produtividade de forragem ................................................................................ 29
4.3.4.5. Produtividade de grãos ...................................................................................... 30
4.3.5. Fitometria das plantas e componentes de produtividade da cultura da aveia ....... 31
4.3.5.1. Altura de plantas ................................................................................................ 31
4.3.5.2. Número de perfilhos .......................................................................................... 32
4.3.5.3. Determinação da Matéria seca (MS) ................................................................. 33
4.4. Análise Estatística .................................................................................................... 34
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 35
5.1. Qualidade física do solo .......................................................................................... 35 5.2. Produtividade das culturas do milho e aveia preta .................................................. 45
5.3. Limite crítico de atributos físicos do solo para as culturas do milho e aveia preta . 46
6. CONCLUSÕES ......................................................................................................... 53
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 55
Lista de Tabelas
Tabela 1. Caracterização química do Latossolo Bruno distrófico na área do
experimento, Guarapuava, 2016. .................................................................................... 15
Tabela 2. Caracterização física de Latossolo Bruno distrófico, na área do
experimento, Guarapuava, 2016. .................................................................................... 15
Tabela 3. Dados climáticos durante o período do experimento (precipitação,
média de temperatura máxima e mínima de cada mês), Guarapuava, 2016 e 2017. 16
Tabela 4. Cronograma do desenvolvimento dos tratos culturais e atividades
durante o experimento, Guarapuava, 2016 e 2017. ........................................................ 18
Tabela 5. Atributos físicos de Latossolo Bruno distrófico, em correlação fatorial
entre Tratamentos (Testemunha, 2 Passadas, 5 Passadas e 20 Passadas) e Profundidades
(0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-0,22m), nos dois períodos analisados, Guarapuava-PR,
2018. ............................................................................................................................... 37
Tabela 6. Atributos físicos de Latossolo Bruno distrófico, em correlação fatorial
entre Tratamentos (Testemunha, 2 Passadas, 5 Passadas e 20 Passadas) e Períodos (Pré-
milho e Pós-milho), nas três profundidades analisadas, Guarapuava-PR, 2018. ........... 39
Tabela 7. Resistência à penetração do solo (RP), nos três períodos analisados, Pré-
milho, Pós-milho e Pós-aveia, de 0,00-0,40 m de profundidade, em relação aos
diferentes níveis de compactação do solo, Guarapuava-PR, 2018. ................................ 42
Tabela 8. Velocidade de infiltração básica de água no solo (VIB), nos três
períodos analisados em relação aos níveis de compactação do solo, Guarapuava-PR,
2018. ............................................................................................................................... 44
Tabela 9. Teste de médias para as variáveis: altura de plantas (cm), diâmetro de
colmo (cm), altura de inserção de espiga (cm), silagem (kg ha-1
), produtividade de grãos
(kg ha-1
) e Peso de mil grãos (g) analisadas na cultura do milho, Guarapuava-PR,
2017................................................................................................................................ 45
Tabela 10. Teste de médias para as variáveis: Matéria seca (kg ha-1
), Número de
perfilhos e Altura de planta (cm), analisadas na cultura da aveia, Guarapuava-PR,
2017................................................................................................................................ 46
Lista de Figuras
Figura 1. Local do experimento no Campus Cedeteg-UNICENTRO. Fonte:
Google Maps, 2018......................................................................................................... 14
Figura 2. Croqui do experimento. Fonte: Bareta Junior, 2016. ............................ 17
Figura 3. A) Semeadura da cultura do milho, B) Parcelas já semeadas, C)
Emergência da plântula de milho e D) Milho em estádio vegetativo. Fonte: Bareta
Junior, 2016. ................................................................................................................... 19
Figura 4. A) Aveia preta em fase de elongamento e B) Aveia preta em fase
reprodutiva. Fonte: Bareta Junior, 2017. ........................................................................ 20
Figura 5. A) Solo das profundidades 0-20 e 20-40cm, B) Ensaio de Proctor e C)
Cilindros de solo compactado. Fonte: Bareta Junior, 2016. ........................................... 21
Figura 6. A) Processo de compactação do solo com o trator, B) Rebaixamento do
solo após compactação, C) e D) Empoçamento de água devido a baixa infiltração de
água no solo, após chuva posterior ao tráfego. Fonte: Bareta Junior, 2016. .................. 22
Figura 7. Esquema do tráfego de máquina (passadas do trator) na parcela. A parte
escura representa o rodado esquerdo e direito, respectivamente, e uma passada ao lado
da outra recobriram toda a parcela. Fonte: Bareta Junior, 2016. .................................... 23
Figura 8. A) Coleta dos anéis volumétricos antes da compactação, B) Coleta de
anéis volumétricos da camada de 0-5cm, C) Coleta de anéis após compactação e D)
Anel volumétrico coletado. Fonte: Bareta Junior, 2016. ................................................ 24
Figura 9. Distribuição dos poros relativos aos atributos de porosidade tradicionais
(macroporosidade, microporosidade e porosidade total) e os índices propostos por
Reynolds et al. (2002): porosidade de domínio dos macroporos, capacidade de campo e
capacidade de aeração total. Adaptado de Fidalski et al (2008). .................................... 25
Figura 10. A) RP antes da cultura do milho e B) RP após cultura do milho. Fonte:
Bareta Junior, 2017. ........................................................................................................ 26
Figura 11. Avaliação da infiltração de água no solo depois da compactação, antes
da semeadura do milho, B) Infiltrômetro de pressão com anéis concêntricos e C)
Avaliação da VIB após cultura do milho. Fonte: Bareta Junior, 2017. .......................... 27
Figura 12. Medição da altura das plantas. Fonte: Bareta Junior, 2017. ................. 28
Figura 13. Determinação do diâmetro de colmo. Fonte: Bareta Junior, 2017. 29
Figura 14. A) Plantas cortadas para o processo de silagem, B) Balança utilizada
para pesar as amostras e C) Amostras picadas. Fonte: Bareta Junior, 2017. .................. 30
Figura 15. A) Colheita da cultura do milho e B) Amostras para determinar os
componentes de produtividade de grãos. Fonte: Bareta Junior, 2017. ........................... 31
Figura 16. Cultura da aveia no momento da avaliação de altura de plantas. Fonte:
Bareta Junior, 2017. ........................................................................................................ 32
Figura 17. Cultura da aveia em fase de perfilhamento, momento da avaliação do
número de perfilhos. Fonte: Bareta Junior, 2017. .......................................................... 33
Figura 18. A) Quadro de metal (50x50cm) e tesoura para corte, B) Pesagem das
amostras e C) Secagem das amostras em estufa. Fonte: Bareta Junior, 2017. ............... 34
Figura 19. Ensaio de Proctor nas profundidades de 0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-
0,22 m, e suas respectivas densidades máximas do solo (DmaxS). **Regressão
significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017. ........................................................ 36
Figura 20. Produtividade relativa (PR) da cultura do milho em função da densidade
do solo (DS) e densidade relativa (DR) das camadas de 0,00 a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e
0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa 90% da produtividade do
milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de interseção da linha que representa a
PR igual a 90%. **Regressão significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017. 48
Figura 21. Produtividade relativa (PR) da cultura do milho em função da
macroporosidade (MACRO) e capacidade de aeração total (CAT) das camadas de 0,00
a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e 0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa
90% da produtividade do milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de
interseção da linha que representa a PR igual a 90%. **Regressão significativa
(p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017. ............................................................................. 49
Figura 22. Produtividade relativa (PR) da cultura da aveia em função da densidade
do solo (DS) e densidade relativa (DR) das camadas de 0,00 a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e
0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa 90% da produtividade do
milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de interseção da linha que representa a
PR igual a 90%. **Regressão significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017. 51
Figura 23. Produtividade relativa (PR) da cultura da aveia em função da
macroporosidade (MACRO) e capacidade de aeração total (CAT) das camadas de 0,00
a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e 0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa
90% da produtividade do milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de
interseção da linha que representa a PR igual a 90%. **Regressão significativa
(p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017. ............................................................................. 52
i
ABREVIATURAS
Al Alumínio
Ca Cálcio
CTC Capacidade de troca catiônica
CAT Capacidade de aeração total do solo
CC/PT Capacidade de armazenamento de água do solo
CAT/PT Capacidade de armazenamento de ar do solo
CV Coeficiente de variação
CC Conteúdo de água retido à capacidade de campo
DS Densidade do solo
DMaxS Densidade Máxima do solo
DR Densidade relativa
ha Hectare
H+Al Hidrogênio + Alumínio
K Potássio
MACRO Macroprosidade
MICRO Microporosidade
Mg Magnésio
MO Matéria Orgânica
MS Matéria seca
P Fósforo
PT Porosidade Total
PR Produtividade Relativa
SB Soma de bases
S Enxofre
SPD Sistema de plantio direto
RP Resistência à penetração
V % Saturação de bases
VIB Velocidade de infiltração básica de água no solo
ii
RESUMO
Eloi Bareta Junior. Qualidade física do solo e limites críticos de atributos físicos de
Latossolo Bruno Distrófico em função da produtividade das culturas de milho e
aveia.
RESUMO: Com a modernização da agricultura na produção de grãos e forragens,
majoritariamente sob sistema de plantio direto, a utilização de máquinas e implementos
agrícolas de grande porte vem se tornando mais frequente, muitas vezes sob condições
de solo inapropriadas, tudo em prol do rendimento operacional. Desta maneira, o tráfego
excessivo, aliado a uma alta umidade do solo, vem elevando os níveis de compactação
do solo. O processo de compactação do solo, esta relacionado à alteração da qualidade
física do solo, apresentando aumento da densidade do solo, diminuição da
macroporosidade, diminuição da taxa de infiltração de água no solo e aumento da
resistência do solo à penetração. A modificação da qualidade física do solo influencia o
desenvolvimento radicular e a produtividade das culturas. Para se ter subsidio técnico na
tomada de decisão para realizar uma intervenção mecânica ou alteração de prática de
manejo visando descompactar o solo, necessita-se conhecer os níveis críticos dos
atributos físicos que são empregados para se determinar a qualidade física do solo.
Assim, o objetivo do trabalho foi submeter o solo à várias intensidades de tráfego de
trator para atingir diferentes níveis de compactação do solo visando identificar os
limites críticos de atributos físicos para as culturas do milho e aveia em um Latossolo
Bruno. O estudo foi realizado na área experimental do departamento de agronomia da
UNICENTRO, em Guarapuava, PR. O delineamento experimental foi de blocos
casualizados com seis repetições. Os tratamentos foram: Testemunha (sem
compactação), duas, cinco e vinte passadas de trator agrícola. Foram determinados os
atributos físicos antes da semeadura do milho e antes da semeadura da aveia preta.
Ambas as culturas foram cultivadas em sistema plantio direto e mensurado a
produtividade das culturas. Os limites críticos para densidade do solo, densidade
relativa, macroporosidade e capacidade de aeração total foram determinados para as
culturas do milho e da aveia preta. A compactação do solo ocasionada pelo trafego de
trator ocasionou alteração da densidade do solo, da densidade relativa, da
macroporosidade, da microporosidade, da capacidade de campo, da capacidade de
aeração total, da taxa de infiltração de água no solo e da resistência do solo à
iii
penetração. Dentre os parâmetros associados às culturas, produtividade de forragem e grãos
do milho e matéria seca da aveia tiveram maior efeito da compactação, acarretando em
menores produtividades de ambas as culturas. A profundidade amostrada que melhor
representou se ajustou para determinação dos limites críticos dos atributos físicos do solo
foi a de 0,07-0,12m. Nessa profundidade, para a cultura do milho, a faixa ideal de densidade
do solo foi a 0,93 a 1,07 Mg m-3
, para densidade relativa a faixa ideal foi de 76,9 a 90,4%,
para macroporosidade a faixa ideal foi de 0,12 a 0,21 m3 m
-3 e para o atributo capacidade de
aeração total os valores ideais enquadraram-se na faixa de 0,14 a 0,24 m3 m
-3. A cultura da
aveia preta apresentou limitação de produtividade quando os valores de densidade do solo
foram menor que 1,03 Mg m-3
, densidade relativa menor que 85,7%, macroporosidade
menor que 0,13 m3 m
-3 e capacidade de aeração total menor que 0,15 m
3 m
-3 para a camada
de 0,07-0,12 m.
Palavras chaves: compactação do solo, indicadores de qualidade física, tráfego de
máquina, densidade do solo, porosidade.
iv
ABSTRACT
Eloi Bareta Junior. Soil physical quality and critical limits of physical attributes of a
Xanthic Hapludox according to the productivity of maize and oat crop.
ABSTRACT: With the upgrading of the agriculture and production of seeds and fodder,
mostly under no tillage system, the use of agricultural machines and implements of
great size has become more common, many times under not appropriated soil
conditions, all on behalf of operating income. On that way, the excessive traffic, allied
to a high soil humidity, have been upgrading the levels of soil compaction. The process
of soil compaction, is related to the modification of the soil physical quality, presenting
increases in soil density, decreases of macroporosity, decreases of water infiltration tax
in the soil and increases the soil penetration resistance. The modification of the soil
physical quality affects the root development and the crops productivities. To have
technical subsidy at the decision-making to realise the mechanical intervention or the
management practice change aiming decompress the soil, is necessary to know the
critical levels of the soil physical attributes that are employed to determine the soil
physical quality. Therefore, the objective of this work was to submit the soil to various
intensities of tractor traffic to achieve different levels of soil compaction aiming to
identify the critical limits of physical attributes to the maize and oat crop on a Xanthic
Hapludox. The study was conducted at the experimental area of the agronomy
department from Unicentro, at Guarapuava, PR. The trial design was a completely
randomized blocks with six repetitions. The treatments were: The witness (without
compaction), two, five and twenty passes with the agricultural tractor. The physical
attributes were determined before the maize sowing and before the black oat sowing.
Both crops were cultivated under no tillage system and measured their productivities.
The critical limits for soil density, relative density, macroporosity and capacity of total
aeration were determined for the maize and oat crops. The soil compaction caused by
the tractor traffic caused change of the soil density, relative density, macroporosity,
microporosity, field capacity, capacity of total aeration, water infiltration tax in the soil
and soil resistance of penetration. Among the parameters associated to the crops, fodder
and seed productivities of maize and dry matter of oat held higher effect of compaction,
entailing on lower productivities on both crops. The depth sampled that best represented
adjusted to determine the critical limits of the physical attributes from the soil was at
v
0,07 to 0,12 m. At this depth, for the maize crop, the ideal range of soil density was at
the range from 0,93 to 1,07 Mg m-3 , for relative density the ideal range was from 76,9
to 90,4%, for macroporosity the ideal range was from 0,12 to 0,21 m3 m-3 and for the
attribute capacity of total aeration the ideal values are on the range from 0,14 to 0,24 m3
m-3. The oat crop showed productivity limitation when the values of soil density were
lower than 1,03 Mg m-3 , relative density lower than 85,7%, macroporosity lower than
0,13 m3 m-3 and capacity of total aeration lower than 0,15 m3 m-3 for the 0,07 to 0,12
m depth.
Key words: soil compaction, physical quality indicators, machine traffic, soil density,
porosity.
1
1. INTRODUÇÃO
A produção agrícola depende, dentre outros fatores, do solo, tendo em vista a
influência que exerce sobre o comportamento das águas, disponibilidade de nutrientes e
suporte ao desenvolvimento das plantas. Com a demanda de produtos agrícolas
aumentando cada vez mais e em escala mundial, o uso de técnicas de manejo e
equipamentos mais eficientes aplicados à agricultura, tem sido responsáveis por
melhorias em produtividade de varias culturas. Por outro lado efeitos negativos em
relação à estrutura física do solo são cada vez mais evidentes. O uso de tratores e
implementos agrícolas maiores e mais pesados na agricultura, proporcionam aumentos
na produção, resultado de trabalho operacional e eficiente. No entanto, a mecanização é
a responsável pela deterioração mais rápida das condições físicas do solo quando
aplicada de forma inadequada e assim prejudicando a produtividade das culturas.
Uma das causas da baixa produtividade das culturas é a compactação do solo.
Ela causa alteração nas propriedades físicas, aumentando a densidade e por
conseqüência reduz o crescimento e o desenvolvimento radicular, dificultando a
infiltração de água, contribuindo para o aumento da erosão e aumentando o consumo de
combustível, uma vez que o preparo de solos compactados exige maior força de tração.
A compactação devido ao sucessivo tráfego de máquinas e implementos
agrícolas impõe ao solo tensões que condicionam maior adensamento do solo
culminando em aumento da densidade do solo e na redução do espaço poroso,
principalmente os macroporos. Esse efeito é maior quando as condições de umidade do
solo estão acima do ponto de friabilidade e próximo ao limite plástico, em que os solos
são mais sensíveis à compactação.
A suscetibilidade de um solo à compactação depende de suas propriedades
físico-mecânicas, as quais são dependentes do tipo de solo e do conteúdo de água
aliados ao seu estado estrutural. As propriedades físico-mecânicas do solo como
umidade, aeração, temperatura e resistência do solo à penetração, afetam diretamente a
produção das culturas, e são dependentes da textura, estrutura, densidade e característica
do perfil do solo. Essas propriedades são afetadas pelo manejo, em maior ou menor
intensidade, dependendo da carga aplicada e do número de operações agrícolas, na
maioria das vezes de forma negativa, restringem o desenvolvimento do sistema
radicular das plantas, reduzindo a absorção de água e nutrientes e comprometendo o seu
desenvolvimento.
2
As principais medidas para diminuir os efeitos da compactação do solo são o uso
de implementos adequados, evitar trafegar pelos solos agrícolas encharcados ou com
elevada umidade, diminuir ao máximo o tráfego de veículos pelo terreno, usar plantas
com sistema radicular profundo e vigoroso, adotar práticas de conservação do solo com
sistemas de cultivo que mantêm a superfície do solo coberta para proteger o solo contra
eventos de elevada precipitação. Sempre que possível adotar manejo de solo com
cultivo mínimo ou plantio direto que reduzem o tráfego de máquinas e a mobilização do
solo e fornecem matéria orgânica como elemento de proteção e absorção das cargas
provocadas pelas máquinas.
Visando adequar o manejo do solo, Vezanni e Mielniczuk (2009) observaram a
necessidade de avaliar indicadores de qualidade do solo com ênfase nos sistemas
produtivos sustentáveis. Um bom indicador de qualidade física do solo deve ser sensível
a um conjunto de atributos que permitam esclarecer os processos dinâmicos que nele
ocorrem. Assim, o estudo dos atributos físicos do solo ao longo do tempo permite
quantificar a magnitude e a duração das alterações provocadas por diferentes sistemas
de manejo. Por serem sensíveis, esses atributos são importantes para estabelecer se
houve degradação ou melhoria da qualidade do solo em relação a um sistema de manejo
determinado (REICHERT et al., 2007).
A compactação do solo tem estreita relação com o desenvolvimento das culturas,
pois afeta a estrutura do solo e apresenta efeito direto na produtividade das culturas. Nas
plantas, características morfológicas e fisiológicas são afetadas, as raízes sofrem maior
influência da compactação do solo, sendo elas responsáveis pela absorção de nutrientes
e água, fatores essenciais para o bom funcionamento de diversos mecanismos na planta.
Os atributos físicos do solo sofrem influência do tipo de solo por esse motivo devem ser
avaliados de forma específica de acordo com a região ou classe de solos.
Dentre os atributos de qualidade física do solo com limites críticos já sugeridos,
destacam-se a densidade do solo (DS) (REINERT et al., 2008), densidade relativa do
solo (DR), que é a relação entre a densidade do solo no campo e o grau de compactação
máximo (GCmáx) máximo obtida pelo ensaio de Proctor (KLEIN et al., 2013) e a
macroporosidade do solo (REICHERT et al., 2008).
Em trabalhos recentes na região, Pott et al. (2015, 2016) estudando a física de
solo em sistema de integração agricultura-pecuária, verificaram densidade do solo na
profundidade de 0-0,05m de 1,08 Mg m-3
no tratamento sem pastejo e de 1,14 Mg m-3
no
tratamento com pastejo. Andreolla et al. (2014), na mesma área de estudo, porém em safra
3
anterior verificaram que os valores de densidade do solo não ultrapassaram os valores de
1,3 Mg m-3
e que o mesmo não estaria compactado, baseado nos valores de referência de
Reinert et al. (2008) and Reichert et al.(2009). No entanto, Kachinski et al. (2016)
realizaram ensaio de Proctor desse solo para determinar o grau de compactação máximo
do solo constataram que os valores de densidade máxima variaram de 1,21 a 1,3 Mg m-3
dependendo da profundidade do solo. Segundo Klein et al. (2013), a definição de limites
críticos de densidade do solo para o desenvolvimento das plantas é muito complexa,
uma vez que é dependente da textura e do teor de matéria orgânica, sendo a densidade
relativa, que é a relação entre a densidade do solo no campo e a densidade do solo
máxima obtida pelo ensaio de Proctor, um parâmetro capaz de padronizar e delimitar os
limites críticos. Pott et al. (2015, 2016) também verificaram que os valores de
macroporosidade em geral estão bem abaixo dos valores de referência de 10% propostos
por Reichert et al. (2008), sem comprometer a produtividade das culturas como observado
por Andreolla et al (2014).
Nesse sentido, a hipótese do trabalho é que o Latossolo Bruno da região teria
limites de compactação diferentes dos conhecidos em outras regiões. Assim, o objetivo
do trabalho foi submeter o solo à várias intensidades de tráfego de trator para atingir
diferentes níveis de adensamento do solo visando-se identificar os limites críticos de
atributos físicos para as culturas do milho e aveia em um Latossolo Bruno da região de
Guarapuava-PR.
4
2. OBJETIVOS
Verificar o comportamento dos atributos físicos do solo submetidos a diferentes
níveis de compactação do solo por tráfego de trator/máquina em Latossolo Bruno, na
região centro-sul, em Guarapuava/PR.
Verificar quais parâmetros morfoagronômicos e de produtividade da cultura do
milho e da aveia, são influenciados por diferentes níveis de compactação do solo;
Analisar se os níveis de compactação do solo são modificados ao longo do tempo
e se a profundidade do solo também é afetada pelo trafego;
Determinar limites críticos para os atributos físicos do solo em relação à cultura
do milho e da aveia.
5
3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1. Qualidade do solo
O solo é um recurso natural que suporta todos os ecossistemas terrestres.
Quando o sistema solo é cuidadosamente manejado, ele se torna um recurso natural
reutilizável, porém quando mal manejado não é considerado um recurso natural
renovável (BRADY e WEIL, 2013).
O termo qualidade do solo envolve sua capacidade de funcionar dentro dos
limites de um ecossistema, sustentando a produtividade, mantendo a qualidade do
ambiente e promovendo a saúde das plantas e dos animais (DORAN e PARKIN, 1994).
De acordo com Osaki (2015), a qualidade do solo pode ser definida como a capacidade
do solo produzir e do seu dinamismo dentro dos limites de diversos tipos de
ecossistemas, mantendo a sua saúde e integridade.
Nas últimas décadas, a avaliação da qualidade do solo tem merecido destaque e
atenção, e a quantificação de alterações nos seus atributos, decorrentes da intensificação
de sistemas de uso e manejo, tem sido amplamente realizada para monitorar a produção
sustentável dos solos (NEVES et al., 2007)
A qualidade do solo trata da integração dos atributos físicos, químicos e
biológicos do solo, que o habilita a exercer suas funções em plenitude (VEZZANI e
MIELNICZUK, 2009). Pode-se medir a qualidade do solo através da sua capacidade de
realizar determinadas funções ecológicas, sendo uma complexa combinação das
propriedades físicas, químicas e biológicas. Algumas delas são inerentes e relativamente
imutáveis e com isso ajudam a definir um determinado tipo de solo, como por exemplo,
a textura e a composição mineral. Outras propriedades do solo como a estrutura e o teor
de matéria orgânica podem ser alteradas pelo manejo, sendo consideradas de caráter
mutável, assim podendo indicar o grau de sua qualidade em relação ao seu potencial
(BRADY e WEIL, 2013).
Dessa forma, a manutenção da qualidade dessas propriedades proporciona
condições adequadas para o crescimento e desenvolvimento das plantas e para a
manutenção da diversidade de organismos que habitam o solo (DORAN e PARKIN,
1994). Portanto, o monitoramento das alterações ocorridas nos atributos de solo em
agroecossistemas, condicionadas pelos diferentes sistemas e práticas de manejo, é
essencial para definir e traçar estratégias com menores impactos ao meio ambiente.
Sistemas de manejo que preconizam a mobilização do solo diminuem a matéria
6
orgânica (BODDEY et al., 2010) e aumentam o risco de erosão, levando a mudanças
nas suas características químicas, físicas e biológicas (CARDOSO et al., 2013). No
entanto, sistemas de manejo que promovem mínima perturbação do solo, como o
Sistema Plantio Direto associado a práticas conservacionistas, tendem a melhorar a
fertilidade (KARLEN et al., 2013), estrutura do solo (VEZZANI e MIELNICZUK,
2011) e atividade biológica (FRANCHINI et al., 2007), mantendo ou melhorando o
equilíbrio e, consequentemente, a qualidade do solo (VEZZANI e MIELNICZUK,
2009).
De modo geral, os indicadores mais recomendados para avaliação da qualidade
do solo em função do seu uso e manejo são aqueles que respondem às variações
ambientais e podem sofrer mudanças em curtos e médios prazos. Devem apresentar
características como facilidade de avaliação, aplicabilidade em diferentes escalas,
utilização abrangente e sensibilidade a variações de manejo (DORAN et al., 1998).
3.1.1. Qualidade Física do solo
O conceito de qualidade física do solo engloba o conhecimento de propriedades
e processos relativos à habilidade do solo em manter efetivamente os serviços
ambientais ou serviços ecossistêmicos essenciais à saúde do ecossistema (MEA, 2005),
cujo estudo é realizado através de indicadores físicos da qualidade do solo responsáveis
pela avaliação da sua estrutura.
A propriedade física que demonstra melhor a qualidade física é a estrutura, pois
ela retrata o solo quando ocorre algum tipo de degradação (SILVA et al., 2014). A perda
da qualidade da estrutura do solo pode ocorre tanto em subsuperfície, com o surgimento
de camadas compactadas, que impedem o normal desenvolvimento das plantas, quanto
em superfície, com o aparecimento de finas crostas, resultando em menores taxas de
infiltração de água, maior compactação e maiores taxas de escoamento superficial, o
que irá acelerar mais ainda o processo de degradação, e assim a erosão (PORTELA et
al., 2010).
Quando a estrutura do solo é degradada pode ocorrer, além do decréscimo da
matéria orgânica, alteração em diversos indicadores físicos do solo, tais como,
resiliência do solo a processos erosivos; menor disponibilidade hídrica e de nutrientes
para o desenvolvimento das plantas; redução da porosidade de aeração; aumento da
resistência do solo à penetração das raízes e menor ciclagem e mineralização de
nutrientes (HAMZA e ANDERSON, 2005).
7
A qualidade física do solo está associada a diversos indicadores de qualidade:
infiltração de água no solo, retenção e disponibilidade de água às plantas; resposta ao
manejo e resistência à degradação; permite as trocas de calor e de gases com a
atmosfera e raízes de plantas e permite o crescimento de raízes (FERREIRA;
TAVARES FILHO; FERREIRA; 2010) A qualidade física do solo é relacionada à
capacidade do solo em promover ao sistema radicular condições físicas adequadas para
o desenvolvimento das plantas (TORMENA et al., 1998).
3.2. Indicadores de Qualidade física
Do ponto de vista das atividades agrícolas, os indicadores físicos assumem
importância por estabelecerem relações fundamentais com vários processos que
envolvem o setor do agronegócio, permitindo fazer correlações com as mais variadas
práticas de manejo empregadas no solo (GOMES e FILIZOLA, 2006).
A qualidade de um solo para o desenvolvimento das plantas está diretamente
relacionada às suas propriedades físicas, tendo como indicadores de qualidade do solo
atributos como densidade do solo, porosidade do solo, disponibilidade de água (BONO,
2007) e resistência do solo à penetração. Todos esses atributos são afetados pelos
distintos sistemas de uso e manejo (ARAUJO et al., 2004). Os indicadores físicos que
têm sido usados com freqüência para aferir os impactos causados pelos sistemas de
manejo são a densidade do solo, agregação, compactação do solo, macroporosidade,
porosidade total, capacidade de retenção d'água e estabilidade de agregados (RAMOS et
al., 2010; PEZARICO et al., 2013).
Segundo REICHERT et al. (2010), a resistência à penetração (RP) é utilizada
para identificar camadas compactadas e mudanças nas propriedades físicas do solo
associadas aos seus horizontes. A resistência à penetração crítica ao desenvolvimento de
raízes de diversas plantas pode variar entre 1,0 e 4,0 MPa (ROSOLEM et al., 1999).
Contudo, a resistência entre 2,0 e 2,5 MPa tem sido a faixa mais utilizada como
limitante ao desenvolvimento das raízes (TAYLOR et al., 1966). Embora limitante, a
maioria das raízes se desenvolve em solos com resistência à penetração acima desses
valores, em razão da capacidade de explorarem zonas de menor resistência como poros
entre unidades estruturais. Para tal, as raízes modificam sua morfologia, com
desenvolvimento de raízes laterais mais finas, as quais procuram pontos de menor
resistência (TAVARES FILHO et al., 2001). Além disso, em condições extremas, as
raízes enviam sinais à parte aérea, informando que as condições para o desenvolvimento
8
da planta estão restritas, sendo necessário reduzir a taxa de crescimento, o que diminui a
produtividade das culturas (TAYLOR & BRAR, 1991).
A densidade relativa do solo (DR) é um indicador muito utilizado para avaliar a
qualidade física do solo, determinada pela razão entre a densidade do solo (DS) no
campo e a densidade máxima (DMaxS) resultante da compactação obtida em
laboratório pelo ensaio de Proctor normal, eliminando, assim, o efeito da textura e da
matéria orgânica sobre a DS (KLEIN, 2006). Segundo Klein (2014) o grau de
compactação ideal está em torno de 80,0 a 90,0 %. Abaixo de 80,0 % o solo apresenta
excesso de porosidade. Entre 90,0 e 95,0 % o solo está compactado, e acima de 95,0 %
muito compactado.
A Macroporosidade tem limite crítico bem definido na literatura (GRABLE e
SIEMER, 1968; REICHERT et al., 2009), sendo consagrado o valor crítico mínimo de
0,10 m3 m
-3 como limitante para o desenvolvimento radicular da maioria das culturas.
A capacidade de campo (CC) é um indicador de qualidade física do solo muito
importante, pelo fato de estar atrelada com o regime hídrico das culturas e é definida
como o limite máximo que o solo tem de reter água no seu perfil (OSAKI, 2015). A
Capacidade de aeração total (CAT) definida como a diferença entre porosidade total
(PT) e CC também é um importante atributo sugerido por Reynolds et al. (2002).
Reynolds et al. (2002) define ainda que a relação CC/PT é a capacidade de
armazenamento de água e que a relação CAT/PT é a capacidade de aeração total.
sugerem ainda, que os atributos capacidade de campo (CC) e capacidade de aeração
total (CAT).
Em solos com condições físicas adequadas, apresentaria um valor adequado de
capacidade de armazenamento de água, CC/PT = 0,66 ou 66%, e capacidade de
armazenamento de ar, CAT/PT = 0,34 ou 34%. Isto é, em condições físicas ideais para
crescimento e desenvolvimento das plantas, demandam que 66% da porosidade esteja
ocupada com água e 34% ocupada com ar (FIDALSKI et al., 2008).
Outro fenômeno que demonstra as boas condições físicas de um solo é a
infiltração de água no solo (VIB), pois está relacionada às suas condições estruturais,
sendo um indicador de qualidade (ALVES et al., 2007). De acordo com Bernardo,
Soares e Mantovani (2006) o solo pode ser classificado segundo sua velocidade de
infiltração básica (VIB), em: solo de VIB muito alta (> 30 mm/h), solo de VIB alta (15
– 30 mm/h), solo de VIB média (5 – 15 mm/h), solo de VIB baixa (< 5 mm/h).
Considerando os vários aspectos da qualidade do solo, têm-se os componentes
9
ligados à resistência ou estabilidade do solo e aqueles ligados à resiliência do solo. A
resistência, segundo Seybold et al. (1999), é a capacidade de o solo resistir a mudanças
causadas por um distúrbio ou, como Lal (1993) a conceitua, é a estabilidade do solo aos
estresses aplicados, referindo-se diretamente como a suscetibilidade do solo à
degradação. Já a resiliência do solo refere-se à habilidade intrínseca do solo em
recuperar-se de degradação ou do estresse aplicado, a qual pode ser de origem
antropogênica ou natural, e retornar a um novo equilíbrio semelhante ao estado
antecedente (BLANCO e LAL, 2010). Também pode ser definida como a habilidade do
sistema em recuperar sua integridade estrutural e funcional. Os fenômenos climáticos
que alteram a resiliência incluem precipitação, temperatura, radiação, umidade do ar e
demanda evaporativa, além de processos ligados ao intemperismo, tempestades,
terremotos, fogo, furacões e alagamentos, os quais não são controlados pelo homem
(SEYBOLD et al., 1999).
3.3. Efeito da Compactação do solo na estrutura do solo
A compactação consiste no adensamento das partículas do solo, definida como
sendo a alteração da estrutura física do solo, reduzindo os espaços internos que,
normalmente, são ocupados por água e ar (REICHERT et al., 2010).
A compactação do solo reduz a macroporosidade que apresenta direta influência
no transporte de água no solo. Em ambientes saturados, a quantidade de água retida
diminui com a compactação, seguida da diminuição na porosidade total. As alterações
que ocorrem em solos adensados são o aumento da resistência mecânica à penetração
radicular, diminuição da aeração, modificação do fluxo de água, calor e disponibilidade
de água e nutrientes (CAMARGO; ALLEONI, 2006).
Por estar diretamente relacionada ao aumento de massa ou à redução do espaço
poroso, a compactação tem estreita relação com algumas propriedades físicas e
mecânicas do solo. Em solos compactados, a densidade do solo (DS) aumenta e a
porosidade e a permeabilidade diminuem (REICHERT et al., 2007). Essas alterações
interferem na retenção, no movimento e na disponibilidade de água (REICHERT et al.,
2011).
Celik et al., (2011) afirmaram que a ocorrência e a intensidade da compactação
dependem da sequência de culturas, do sistema de manejo e da umidade do solo por
ocasião do tráfego. Berisso et al. (2012) descobriram que mesmo 14 anos após um
evento de compactação, os efeitos negativos na porosidade do solo persistiram.
10
Apesar do impacto negativo da compactação sobre os atributos físicos do solo,
alguns solos têm uma habilidade inerente para se recuperar, ao menos parcialmente,
particularmente em seus horizontes superiores, esse fato geralmente está associado a
sistemas de cultivos com alto aporte de Matéria orgânica do solo (KUAN et al., 2007).
3.4. Efeito do Tráfego de máquinas e compactação do solo
Em diversos sistemas de cultivo, a principal forma de compactação é aplicada
por máquinas e implementos agrícolas. Nas últimas décadas, na produção agrícola
organizada para atender às demandas de uma população crescente, o peso das máquinas
agrícolas aumentou de forma constante, levando a processos de compactação do solo
mais graves (BERISSO et al., 2012). Em solos cultivados que se encontram insaturados,
são particularmente influenciados por problemas de compactação, que ocorre quando a
pressão aplicada por rodados de máquinas ultrapassa a sua capacidade de suportar
determinada carga, gerando deformações plásticas na sua estrutura, perdurando por
anos. A amplitude dessas deformações sofre influência direta de fatores extrínsecos,
como tipo e massa das máquinas, tipo de rodados e pneus, carga sobre pneus e pressão
de insuflagem, velocidade de deslocamento e tipo de cobertura vegetal (ZHAO et al.,
2010), e intrínsecos do solo, como densidade inicial, conteúdo de água, teor de argila,
agregação e mineralogia (AJAYI et al., 2009) e matéria orgânica (BRAIDA et al.,
2008).
Porém é importante ressaltar que a magnitude dos efeitos da compactação do
solo é determinada principalmente pela classe textural do solo, pelos sistemas de
rotação de culturas utilizados e pelo tempo de uso dos diferentes sistemas de manejo
(SECCO et al., 2009).
As mais intensas modificações nas propriedades físicas do solo são provocadas
pelo tráfego de máquinas, principalmente quando o solo está com o teor de umidade
elevado (LOPES et al., 2011).
Desta forma, o teor de umidade do solo durante as operações é um dos fatores
que determinam a intensidade da deformação que poderá ocorrer no solo. Quando o solo
se apresenta em condições de solo seco, sua capacidade de suportar determinada carga é
elevada, podendo ser suficiente para suportar as pressões aplicadas e, assim, a
compactação pode deixar de ser significativa (BRAIDA et al., 2010).
Yavuzcan et al. (2005) avaliaram o efeito da água na compactação do solo e
notaram que o teor de água no solo é o fator mais decisivo para a compactação
11
provocada pelo rodado. Sob condição de umidade crítica (solo tendendo a saturação), o
solo deformou-se mais facilmente, assim ocorrendo à formação de camadas
compactadas permanentes (deformação plástica do solo) (ASSIS et al., 2009).
Em função do trabalho mecânico imposto nos sistemas de manejo de solo,
podem ocorrer alterações nos atributos do solo, e estas alterações podem ser mais
expressivas nos atributos físicos da camada mais superficial (0 a 0,10 m),
principalmente em virtude do tráfego de máquinas e implementos agrícolas em
condições inadequadas de manejo (VALICHESKI et al., 2012).
3.5. Sistema de Plantio direto (SPD) e compactação do solo
Em âmbito mundial o sistema plantio direto (SPD) ultrapassou a marca dos 110
milhões de hectares cultivados, sob as mais diversas condições de clima, solo e manejo
(DERPSCH et al.,2010). No Brasil o SPD foi introduzido no início da década de 1970
para controlar a erosão e melhorar o manejo dos solos, em busca de uma agricultura
mais sustentável. Na última estimativa da Federação Brasileira de Plantio Direto na
Palha (safra 2005/2006), cerca de 32 milhões de hectares encontravam-se sob este
sistema no país (FEBRAPDP, 2017), 5,7 milhões de hectares somente no Estado do
Paraná (CALEGARI; CAVIGLIONE, 2008).
A utilização do SPD por longo prazo faz com que aumente os questionamentos
sobre os possíveis impactos negativos da compactação causada pelo tráfego de
máquinas e ação de implementos, sendo que o aumento de matéria orgânica pode
contribuir para reduzir a compactação do solo (BLANCO-CANQUI et al., 2009).
Diversos estudos evidenciaram menores valores de densidade do solo e maiores
valores de porosidade total em área nativa, quando comparada a outros sistemas de
manejo (preparo convencional, pastagem e semeadura direta) (DEMARCHI et al.,
2011; TORRES et al., 2011; GUARESCHI et al., 2012). Essas alterações são atribuídas
ao maior acúmulo de resíduos vegetais na superfície do solo e de carbono orgânico nas
camadas superficiais e à menor alteração antrópica (TORRES e PEREIRA, 2008). O
maior aporte de resíduos na superfície do solo que ocorre no SPD causa o aumento do
teor de carbono orgânico na camada superficial, que, associado às raízes das plantas de
cobertura e das culturas comerciais após serem manejadas ou colhidas, proporciona a
recuperação da agregação com maior volume total de poros no solo (LIMA et al., 2013).
Há grandes divergências quanto aos efeitos da compactação do solo sobre a
produtividade das culturas sob SPD, principalmente se consideradas as variáveis tempo
12
de adoção do SPD, tipo de solo, clima, manejo das culturas e, em particular, a condição
estrutural do solo no momento da adoção do SPD (FERRERAS et al., 2000). Em geral,
solos sob SPD têm apresentado maior compactação nas camadas próximas à superfície,
em relação aos solos sob manejo convencional (VEIGA et al., 2007; ALVAREZ e
STEINBACH, 2009).
Solos com histórico em SPD normalmente apresentam densidade e resistência
mecânica à penetração de raízes mais elevadas e porosidade mais baixa do que solos em
condição de preparo anual (VIEIRA e KLEIN, 2007). Essas diferenças podem ser
atribuídas à eliminação dos preparos mecânicos e da compactação superficial do solo
pelo tráfego agrícola acumulado ao longo dos anos.
Associado às condições de uso do solo e das máquinas, o SPD também contribui
para uma estratificação física das camadas superficiais do solo, principalmente até 30
cm. A camada mais superficial (até 5 cm) apresenta maior volume de solo solto em
decorrência da ação dos sulcadores de fertilizante da semeadora e da maior presença de
raízes, dificultando a formação de camadas compactadas superficialmente (NUNES et
al., 2014).
3.6. Efeito do tráfego de máquinas e compactação do solo sobre as plantas no
SPD
A resposta das plantas ao efeito da compactação pode variar de acordo com
vários fatores, dentre eles, tipo e condições de umidade do solo, bem como as culturas
(SILVA et al., 2006; BEUTLER et al., 2007). Por ser complexa a relação solo planta,
Collares et al., (2008) comenta que a resposta das principais culturas ao processo de
compactação do solo, ainda não é completamente conhecida, atrelado a isso, a relação
entre compactação do solo e a parte aérea das plantas é bastante deficiente.
Sabe-se que o processo de compactação do solo causa diversos distúrbios nas
plantas, entre eles, reduz o crescimento de raízes, podendo ocasionar perdas de
produtividade nos cultivos agrícolas, por restringir o reservatório de água e nutrientes às
raízes (CLARK et al., 2003). Entretanto, não tem sido possível estabelecer relações
funcionais desses atributos com o crescimento do sistema radicular e a produção das
culturas, pois estas são influenciadas pelas complexas interações entre as fases sólida,
líquida e gasosa do solo, dificultando a obtenção de valores críticos ao desenvolvimento
e produtividade das culturas (BEUTLER et al., 2004).
13
O solo cada vez mais degradado diminui sua capacidade de produzir biomassa
de pastagem, tanto na parte aérea quanto nas raízes da mesma (BERTOL et al., 2012).
Para Foloni et al. (2003), o crescimento radicular do milho em Latossolo Vermelho
distrófico textura média foi prejudicado em 50 % quando a RP foi de 0,75 MPa e
totalmente inibido quando esta chegou a 1,4 MPa.
O crescimento e o desenvolvimento das raízes dependem das condições físicas e
químicas do solo. Normalmente, as raízes apresentam crescimento vertical, mas, quando
encontram uma camada compactada, podem modificar sua direção e forma de
crescimento. Dentre as modificações morfológicas nas raízes, provocadas pela restrição
ao crescimento, estão o aumento do diâmetro e a diminuição do comprimento, tornando-
as tortuosas (SILVA e ROSOLEM, 2002).
14
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1. Área experimental
O experimento foi instalado no Campo Experimental do Departamento de
Agronomia da UNICENTRO, localizado no Campus Cedeteg, em Guarapuava,
município que se encontra na região Centro-Sul do Estado do Paraná, Brasil. A altitude
da área experimental é de aproximadamente 1041 metros acima do nível do mar, com
topografia suave a suave ondulada. As coordenadas geográficas são: 25º 23’26” S e 51º
27'15" W (Figura 1). O histórico da área é bem diverso, em que dos cinco anos
anteriores foram três cultivos (2011, 2012 e 2013) da cultura da batata (Solanum
tuberosum) (sistema de preparo convencional) e dois cultivos em SPD (2014 e 2015),
aveia (Avena sp.) e nabo forrageiro (Raphanus sativus) no período de inverno e a
cultura do feijão (Phaseolus vulgaris) no período do verão.
Figura 1. Local do experimento no Campus Cedeteg-UNICENTRO. Fonte: Google
Maps, 2018.
15
4.2. Solo
O solo da área experimental foi classificado por Michalowicz (2012) como
Latossolo Bruno Distrófico, com textura muito argilosa. A caracterização química
(Tabela 1) e física (Tabela 2) são apresentadas a seguir:
Tabela 1. Caracterização química do Latossolo Bruno distrófico na área do
experimento, Guarapuava, 2016.
Prof.
(1)
(cm)
pH (2)
CaCl2
MO (3)
(g dm-3
)
P (4)
(mg dm-3
)
Complexo Sortivo (cmol dm-3
) V(12)
(%)
M(13)
(%)
K(5) Ca(6) Mg(7) Al(8) H + Al(9) SB(10) CTC(11)
0-20 4,9 17,4 3,1 0,43 2,4 1,9 0 5,13 4,78 9,91 48,2 0
20-40 4,7 14,8 4,2 0,2 2 1,6 0 5,17 3,8 8,97 42,4 0
(1) Profundidade,
(2) Teor de pH em Cloreto de cálcio,
(3) Matéria Orgânica,
(4) Fósforo determinado por
Mehlich I, (5)
Potássio, (6)
Cálcio, (7)
Magnésio, (8)
Alumínio, (9)
Acidez trocável, (10)
Soma de bases, (11)
Capacidade de troca de cátions, (12)
Saturação por bases, (13)
Saturação por alumínio.
Tabela 2. Caracterização física de Latossolo Bruno Distrófico, na área do experimento,
Guarapuava, 2016.
DS (1) PT(2) MACRO(3)
MICRO(4)
CC(5) VIB(6)
Análise Granulométrica (%)
(g/cm³) (%) (%) (%) (%) ( mm/h) Argila Silte Areia
1,01 63,7 16,4 47,3 44,8 78,97 91 5 4
Resistência a penetração Kpa
Umidade
gravimétrica
0-5cm 5-10cm 10-15cm 15-20cm 20-25cm 25-30cm 30-35cm 35-40cm 0-40cm
123,18 574,11 1257,97 1363,33 1418,37 1275,35 1197,03 1265,73 42 % (1)
Densidade do solo, (2)
Porosidade total, (3)
Macroporosidade, (4)
Microporosidade, (5)
Capacidade de
campo, (6)
Velocidade de infiltração básica.
4.3. Clima
O tipo climático na região é Cfb (Köppen-Geiger), sem estação seca, com verões
frescos e com a média do mês mais quente inferior a 22 ºC. A precipitação média anual
é de 1960 mm (PEEL et al., 2007). Dados de precipitação e temperatura (Tabela 3)
durante o período da pesquisa foram obtidos na estação meteorológica do
IAPAR/UNICENTRO localizada a 25º 38' 50'' S, 51° 49' 39'' O e 1.026 m altitude,
dentro do Campus Cedeteg a 300 m do experimento.
16
Tabela 3. Dados climáticos durante o período do experimento (precipitação, média de
temperatura máxima e mínima de cada mês), Guarapuava, 2016 e 2017.
Mês Precipitação Média Temp.máx. Média Temp.mín.
mm ºC ºC
Agosto/16 216,5 20,9 9,8
Setembro/2016 57,2 22,6 8,8
Outubro/2016 182,8 23,4 13
Novembro/2016 151,4 25,2 14,2
Dezembro/2016 208,3 25,4 15,6
Janeiro/2017 202,6 27,1 17,9
Fevereiro/2017 121,4 27,7 17,9
Março/2017 61 25,5 16,7
Abril/2017 83,2 22,9 13,8
Maio/2017 167,7 21,7 14
Junho/2017 141,2 19,7 10,3
Julho/2017 2,8 20,2 7,2
Agosto/2017 113,4 22 10,9
Setembro/2017 85,6 27,2 13,9
Outubro/2017 286,5 23,1 13,1
Novembro/2017 170,4 25,1 13,5
Total 2252 - -
O período da cultura do milho foi de 8 de novembro de 2016 (semeadura) a 10
de maio de 2017 (colheita). Neste período a somatória de precipitação foi de 995,6 mm.
A cultura do milho pode ser cultivada em regiões em que as precipitações vão desde
250 mm até 5000 mm anuais, sendo que a quantidade de água consumida pela planta,
durante seu ciclo, está em torno de 600 mm. O período de florescimento é considerado o
estádio mais sensível e determinante do potencial produtivo, podendo ocorrer limitações
superiores a 50% quando o déficit hídrico ocorrer nesta fase (DURAES et al, 2004). No
experimento, o florescimento ocorreu a partir de 13 de janeiro de 2017, sendo que o mês
de janeiro teve uma média de 6,5 mm/dia, tendo períodos de baixa e alta precipitação
bem evidenciados. A taxa de precipitação e a distribuição de água não interferiram no
desenvolvimento da cultura do milho. A média do consumo de água pela planta por dia
está na faixa de 3 a 7 mm por dia, dependendo do estádio que a planta estiver e o seu
genótipo (AGEITEC, 2017).
No período de inverno foi cultivado a cultura da aveia, cultivada desde o dia 22
de julho a 4 de novembro de 2017. Neste período a somatória de precipitação foi de
510,5 mm. As plantas de aveia preta não exigem grande quantidade de água durante o
ciclo de desenvolvimento. A planta tem requisitos mínimos para o perfeito
17
desenvolvimento e apresenta épocas críticas nas quais o suprimento de água é vital,
como a germinação e, em maior quantidade, durante o emborrachamento, a floração e a
primeira etapa de formação dos grãos. Em relação à umidade do solo a aveia requer
mais umidade que qualquer outro cereal de inverno. Requer entre 400 e 1300 mm de
água por ano (LANGER, 1972).
4.4. Delineamento experimental
A área experimental consta de 2500 m2, sendo dividida em 24 parcelas de 5
metros de largura por 16 metros de comprimento totalizando assim uma área de 80 m2
por parcela (Figura 2). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, sendo 4
tratamentos e 6 blocos: testemunha (sem tráfego de máquinas), 2 passadas, 5 passadas e
20 passadas com o trator (Figura 2).
Figura 2. Croqui do experimento. Fonte: Bareta Junior, 2016.
4.5. Manejo do solo
4.5.1. Antes da compactação do solo
Antes de ser realizado o processo de compactação do solo foi realizada a coleta
de amostra de solo para caracterização química e adequação da fertilidade do solo, após
foi realizada a calagem em área total de Calcário Calcítico (PRNT 80%) na dose de 2,5
ton ha-1
e escarificação em área total do experimento na profundidade 0-30 cm. Foi
18
dessecada a área para manter a sanidade e posteriormente foi semeada a cultura da aveia
preta (60 kg de semente ha-1
) para homogeneização da área e cobertura do solo para
cultivo do milho em SPD, assim como foi realizada a caracterização análise física
previa. A dessecação da cultura da aveia foi realizada após 60 dias da cultura no
experimento, conforme descrito na Tabela 4 com o cronograma de atividades do
experimento.
Tabela 4. Cronograma do desenvolvimento dos tratos culturais e atividades durante o
experimento, Guarapuava, 2016 e 2017.
Mês/Ano Dia Descrição da atividade (Trato cultural)
Junho/2016 25 Coleta de amostras de solo para caracterização química
Julho/2016 2 Aplicação de Calcário Calcítico PRNT 80% - 2,5 ton ha-1
Julho/2016 2 Escarificação na prof. 0,00-0,30m
Julho/2016 21 Coleta de solo para o Ensaio de Proctor
Julho/2016 23 Dessecação da área - Glyphosate - 3 L ha-1
Julho/2016 30 Ensaio de Proctor (0,00-0,20 e 0,20-0,40m)
Agosto/2016 2 Semeadura da Cultura da Aveia - 60 kg ste ha-1
Setembro/2016 20 Análise física prévia
Outubro/2016 1 Dessecação da área - Glyphosate - 3 L ha-1
Outubro/2016 25 a 27 Evento de precipitação (82,8 mm)
Outubro/2016 28 Processo de compactação do solo
Novembro/2016 6 e 7 Avaliação física do solo
Novembro/2016 8 Semeadura da Cultura do Milho
Novembro/2016 29 Aplicação de Uréia (45% N)- 100 kg N ha-1
Dezembro/2016 3 1ª Aplicação herbicida, inseticida e fungicida
Dezembro/2016 20 Avaliação da Altura de plantas
Dezembro/2016 23 2ª Aplicação herbicida, inseticida e fungicida
Janeiro/2017 11 Avaliação do Diâmetro de colmo
Janeiro/2017 20 3ª aplicação inseticida e fungicida
Fevereiro/2017 22 Avaliação da Altura de inserção da espiga
Fevereiro/2017 27 Avaliação da produtividade de forragem
Maio/2017 10 Colheita da cultura do milho
Maio/2017 12 Avaliação da produtividade de grãos da cultura do milho
Junho/2017 21 e 22 Avaliação física do solo
Julho/2017 3 Dessecação da área - Glyphosate - 3 L ha-1
Julho/2017 22 Semeadura da Cultura da Aveia - 60 kg ste ha-1
Julho/2017 30 Irrigação com o tanque aspersor (10 mm)
Agosto/2017 14 Aplicação de Uréia (45% N)- 100 kg N ha-1
Agosto /2017 26 Avaliação Número de perfilhos
Outubro/2017 20 Avaliação Altura de plantas
Novembro/2017 3 Avaliação Matéria seca
Dezembro/2017 2 a 10 Avaliação física do solo
Janeiro/2018 17 e 18 Ensaio de Proctor Estratificado
19
4.5.2. Após compactação do solo
Após o processo de compactação do solo foi semeada a cultura do milho no dia
8 de novembro de 2016, hibrido DKB 290 convencional, sendo 5,5 sementes por metro
linear e espaçamento de 75 cm entre linhas, totalizando uma população de cerca de 75
mil plantas ha-1
. A adubação de base foi realizada com a formulação NPK 08-28-16 na
dosagem de 320 kg ha-1
e a adubação de cobertura foi realizada 20 dias após a
semeadura na dosagem de 100 kg ha-1
de nitrogênio utilizando a fonte uréia (45%
Nitrogênio). Foram realizadas duas aplicações com herbicida seletivo Atrazina para a
cultura do milho e também três aplicações de inseticida e fungicida, Clorfenapir
(Pirate®) e Piraclostrobina+Epoxiconazol (Abacus®) respectivamente. No período de
inverno do ano de 2017 foi cultivado a cultura da aveia preta (60 kg de semente ha-1
),
após foi realizado uma irrigação utilizando um tanque aspersor de 6 mil litros,
totalizando uma precipitação de 10 mm, devido a falta de chuva neste mês para a
germinação e desenvolvimento das plantas. Após 20 dias da implantação da cultura foi
realizada a adubação de cobertura na dosagem de 100 kg ha-1
de nitrogênio utilizando a
fonte ureia (45% Nitrogênio). Desde o estabelecimento do experimento tentou-se
manter as culturas com o máximo nível tecnológico, ou seja, proporcionar a elas os
melhores tratos culturais, para que assim ficasse mais evidente a relação solo planta
(Tabela 4) (Figura 3 e 4).
Figura 3. A) Semeadura da cultura do milho, B) Parcelas já semeadas, C) Emergência
da plântula de milho e D) Milho em estádio vegetativo. Fonte: Bareta Junior,
2016.
20
Figura 4. A) Aveia preta em fase de elongamento e B) Aveia preta em fase
reprodutiva. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.6. Determinação da Densidade Máxima do solo (DMaxS)
Para avaliar a densidade relativa do solo de cada amostra, foi determinada a
relação entre a densidade do solo (DS) e o grau de compactação máxima do solo obtido
pelo ensaio de Proctor, para três camadas do perfil (0,00-0,05 m, 0,07-0,12 m e 0,20-
0,40 m). Foram coletados aproximadamente 30 kg de solo em três pontos aleatórios da
área. Após a coleta, o solo foi seco em estufa, desagregado, e passado em peneira de
malha 4 mm. Após esse procedimento, as amostras foram submetidas ao ensaio de
Proctor normal (Figura 5) que consiste na utilização de impacto resultante de carga fixa
em amostras de solo submetidas a diferentes umidades, resultando em uma curva a qual
representa a densidade alcançada em função da umidade. Para simulação da carga de
impacto, utiliza-se como equipamento básico um soquete de 2,5 kg, um molde
cilíndrico metálico com diâmetro de 10 cm e altura de 12,73 cm e um anel
21
complementar metálico que permite a compactação da terceira camada de material no
interior do cilindro.
Figura 5. A) Solo das profundidades 0-20 e 20-40cm, B) Ensaio de Proctor e C)
Cilindros de solo compactado. Fonte: Bareta Junior, 2016.
4.1. Compactação da área experimental
A compactação do solo na área experimental foi realizada nos dias 25 e 27 de
outubro de 2016 após um período de precipitação de cerca de 70 mm. A umidade do
solo média nos dias do processo de compactação do solo variou de 43 a 56 %. Para isso
utilizou-se um trator John Deere 6515, com potência de 110 CV, lastreado com ¾ do
volume dos pneus com água mais seis lastros dianteiros de 50 kg cada e mais quatro
lastros traseiros de 75 kg cada, gerando um peso total do conjunto de 6 Mg (Figura 6),
sendo compactada a área total de cada parcela (Figura 7), de acordo com cada
22
tratamento.
Figura 6. A) Processo de compactação do solo com o trator, B) Rebaixamento do solo
após compactação, C) e D) Empoçamento de água devido a baixa infiltração
de água no solo, após chuva posterior ao tráfego. Fonte: Bareta Junior, 2016.
23
Figura 7. Esquema do tráfego de máquina (passadas do trator) na parcela. A parte
escura representa o rodado esquerdo e direito, respectivamente, e uma
passada ao lado da outra recobriram toda a parcela. Fonte: Bareta Junior,
2016.
4.2. Parâmetros avaliados
4.3. Avaliação física do solo
4.3.1. Coleta de amostras indeformadas e análises laboratoriais
Foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada através de um anel
de aço de bordas cortantes e volume interno de 100 cm³ (EMBRAPA, 2011), em três
camadas do perfil do solo: 0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-0,22 m de profundidade (Figura
8). Ao total do experimento foram realizadas 4 coletas de anéis volumétricos: 1)
avaliação prévia da área experimental com 5 repetições; 2) após a compactação do solo
e antes da semeadura da cultura do milho; 3) após a cultura do milho e 4) após a cultura
da aveia. Os anéis da profundidade de 0,00-0,05 m foram cravados no solo com o
equipamento castelinho, em que se encaixava o anel e aplicava-se algumas batidas com
a marreta (Figura 8-b). Os anéis de 0,07-0,12 e 0,17-0,22 m foram cravados no solo
com a ajuda de um sistema hidráulico, o qual com uma força constante insere-os nas
camadas do solo sem a deformação das amostras (Figura 8). Foram utilizados dois anéis
por profundidade em cada unidade experimental. Com as amostras indeformadas, foram
determinados: densidade do solo (DS), macroporosidade (Macro), microporosidade
24
(Micro), teor de água na capacidade de campo (CC), capacidade de aeração total (Cat) e
porosidade total (PT), conforme descrito por Reynolds et al. (2002) e Fidalski et al.
(2008).
Figura 8. A) Coleta dos anéis volumétricos antes da compactação, B) Coleta de anéis
volumétricos da camada de 0-5cm, C) Coleta de anéis após compactação e
D) Anel volumétrico coletado. Fonte: Bareta Junior, 2016.
Em laboratório, as amostras foram saturadas em bandejas, com água até a borda
superior dos anéis por 48 horas. A obtenção do conteúdo de água, nos potenciais
matriciais de -6 kPa e -10 kPa, foi realizada com uso de uma mesa de tensão. Em
seguida, as amostras foram secas em estufa a 105ºC por 48 horas e pesadas para a
determinação da massa de sólidos seca.
A estimativa da macroporosidade, microporosidade e porosidade total foi
realizada de acordo com a metodologia de EMBRAPA (2011). A macroporosidade foi
estimada pela diferença entre o conteúdo de água do solo saturado e o conteúdo de água
no potencial matricial de -6 kPa, equivalendo aos poros com diâmetro superior a 0,06
mm. A determinação da microporosidade foi realizada pela diferença entre o conteúdo
de água do solo retido no potencial matricial de -6 kPa, equivalendo aos poros com
diâmetro inferior a 0,06 mm, e o solo seco à 105ºC. A porosidade total do solo foi
estimada como a diferença entre o conteúdo de água do solo saturado e a massa de
sólidos seca.
A determinação do conteúdo de água na capacidade de campo (CC) e da
capacidade de aeração total (CAT) foi realizada com as amostras dos anéis volumétricos
coletados na área. Após serem realizadas as avaliações de porosidade, foi realizada a
25
obtenção do conteúdo de água no potencial matricial de -10 kPa, também com uso da
mesa de tensão. Em seguida, as amostras foram secas em estufa a 105ºC por 48 horas e
pesadas para a determinação da massa de sólidos seca. CC é definida como o volume de
entre de água na tensão de -10kPa e o solo seco em estufa. Já a CAT é definido como o
volume determinado entre o volume de solo saturado e o volume de solo na tensão de -
10 kPa (REYNOLDS et al., 2002).
A capacidade de armazenamento de água do solo (CC/PT) foi calculada por
meio das relações entre o conteúdo de água do solo retido no potencial matricial
equivalente à capacidade de campo (CC), a qual é determinada no potencial matricial de
-10 kPa, com a porosidade total do solo (PT). A capacidade de armazenamento de ar do
solo (CAT/PT) foi calculada pelo quociente entre o volume de poros drenados entre o
solo saturado e o potencial matricial de -10 kPa (CAT), em relação à porosidade total do
solo (PT). A figura 9 exemplifica os diferentes atributos e suas respectivas tensões.
Figura 9. Distribuição dos poros relativos aos atributos de porosidade tradicionais
(macroporosidade, microporosidade e porosidade total) e os índices
propostos por Reynolds et al. (2002): porosidade de domínio dos
macroporos, capacidade de campo e capacidade de aeração total. Adaptado
de Fidalski et al (2008).
26
4.3.2. Avaliação da resistência do solo à penetração no campo
Para avaliação dos níveis de resistência a penetração (RP) foi utilizado um
amostrador eletromecânico denominado penetrômetro, da marca Falker, modelo
PLG1020, acoplado em um sistema hidráulico o qual o insere a haste com ponteira
cônica do penetrômetro no solo com força constante.
Ao total do experimento foram feitas 4 avaliações de RP: 1) avaliação prévia da
área experimental; 2) após a compactação do solo e antes da semeadura da cultura do
milho; 3) após a cultura do milho e 4) após a cultura da aveia. A avaliação de RP foi
realizada na profundidade de 0,00 a 0,40 m (Figura 10). Foi avaliada a umidade do solo
no momento de cada avaliação, sendo um ponto por parcela e três repetições por
profundidade, utilizando o medidor eletrônico de umidade MP406 Moisture Probe
Meter (ICT, 2014), que utiliza o princípio de onda estacionária de medição, similar aos
aparelhos TDR.
Figura 10. A) RP antes da cultura do milho e B) RP após cultura do milho. Fonte:
Bareta Junior, 2017.
4.3.3. Infiltração de água no solo no campo
Para avaliar a velocidade de infiltração básica de água no solo (VIB), foi
utilizado o método dos infiltrômetros de pressão com anéis concêntricos, o qual
funciona pelo princípio do fornecimento de água ao solo com carga hidráulica
27
controlada para realizar as medições de VIB. Para tanto, utilizou-se dois anéis
cilíndricos, um de 20 cm de diâmetro e outro de 35 cm de diâmetro, ambos com 21,5
cm de altura, sendo que 5 cm foram inseridos no solo, desta forma obtendo os dados de
infiltração de água no solo verticalmente. Foram realizadas leituras com carga
hidráulica de 5 cm para determinação da VIB. As medições foram realizadas em
intervalos de tempo de um minuto, nos primeiros cinco minutos, e após isso o intervalo
foi de cinco minutos, estendendo-se até o fluxo constante de água no solo, após
realização de pelo menos cinco leituras consecutivas iguais (Vieira, 1998). Foi realizada
uma avaliação em cada parcela após a compactação antes e depois da implantação da
cultura do milho e depois da cultura da aveia (Figura 11).
Figura 11. Avaliação da infiltração de água no solo depois da compactação, antes da
semeadura do milho, B) Infiltrômetro de pressão com anéis concêntricos e
C) Avaliação da VIB após cultura do milho. Fonte: Bareta Junior, 2017.
28
4.3.4. Fitometria das plantas e componentes de produtividade da cultura do milho
4.3.4.1. Altura de plantas
Para a avaliação de altura de plantas, foi realizada a medição das plantas 40 dias
após o estabelecimento da cultura do milho, em duas linhas da cultura por parcela, com
5 metros lineares cada, totalizando 10 metros lineares. Utilizou-se de uma fita métrica
efetuando-se a medição desde a superfície do solo até a folha bandeira da cultura do
milho (Figura 12).
Figura 12. Medição da altura das plantas. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.3.4.2. Diâmetro do colmo
A determinação do diâmetro de colmo foi realizada 60 dias após o
estabelecimento da cultura do milho, em 10 metros lineares de cada parcela. Utilizou-se
uma fita métrica efetuando-se a medição da circunferência de cada planta que depois foi
transformada para diâmetro de colmo (Figura 13).
29
Figura 13. Determinação do diâmetro de colmo. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.3.4.3. Altura de inserção da espiga
Para determinação da altura da inserção da espiga foram utilizados 10 metros
lineares por parcela, quando a cultura do milho se encontrava no estádio reprodutivo
R3. Utilizou-se de uma fita métrica efetuando-se a medição desde a superfície do solo
até a inserção da primeira espiga.
4.3.4.4. Produtividade de forragem
A avaliação dos parâmetros de produtividade da silagem foi realizada quando a
cultura do milho se encontrava no estádio reprodutivo R5.5. Para isso foram cortadas 5
plantas da terceira linha no terço médio de cada parcela. Estas foram agrupadas e
pesadas para determinar porcentagem de matéria verde. Após serem pesadas, foram
picadas e retirada uma amostra de 250 gramas de cada parcela e estas submetidas à
estufa de secagem a 60ºC, para determinação da porcentagem de matéria seca (MS)
(Figura 14).
30
Figura 14. A) Plantas cortadas para o processo de silagem, B) Balança utilizada para
pesar as amostras e C) Amostras picadas. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.3.4.5. Produtividade de grãos
Para a avaliação da produtividade de grãos da cultura do milho, foram colhidas
as espigas de duas linhas da cultura por parcela, com 5 metros lineares cada, totalizando
10 metros lineares, sendo os resultados expressos em kg ha-1
com umidade de 13%.
Outro componente de produtividade também foi avaliado, massa de 1000 grãos (Figura
15).
31
Figura 15. A) Colheita da cultura do milho e B) Amostras para determinar os
componentes de produtividade de grãos. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.3.5. Fitometria das plantas e componentes de produtividade da cultura da aveia
4.3.5.1. Altura de plantas
Para a avaliação de altura de plantas, foi realizada a medição das plantas 60 dias
após o estabelecimento da cultura da aveia preta, foram feitas 15 medições da cultura
por parcela. Utilizou-se de uma fita métrica efetuando-se a medição desde a superfície
do solo até a folha bandeira da cultura da aveia (Figura 16).
32
Figura 16. Cultura da aveia no momento da avaliação de altura de plantas. Fonte:
Bareta Junior, 2017.
4.3.5.2. Número de perfilhos
Para a determinação do número de perfilhos, utilizou-se um quadro de metal de
30 por 30 cm (largura e altura), em que o alocava de maneira aleatória na parcela e
contava os perfilhos das plantas que estavam dentro do quadro, com 5 repetições por
parcela. Esta avaliação foi feita 30 dias após a implantação da cultura (Figura 17).
33
Figura 17. Cultura da aveia em fase de perfilhamento, momento da avaliação do
número de perfilhos. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.3.5.3. Determinação da Matéria Seca (MS)
Para determinar a porcentagem de Matéria seca foi utilizado um quadro de metal
de 50 por 50 cm (largura e altura), alocava-o de maneira aleatória na parcela, coletava
todo o material que estava dentro do quadro e armazenado em pacotes de papel, após
eram secas durante 24 horas em 60ºC e pesadas. Foram 3 repetições por parcela e esta
avaliação foi realizada 90 dias após a implantação da cultura (Figura 18).
34
Figura 18. A) Quadro de metal (50x50cm) e tesoura para corte, B) Pesagem das
amostras e C) Secagem das amostras em estufa. Fonte: Bareta Junior, 2017.
4.4. Análise Estatística
Os dados foram submetidos à Análise de Variância e ao Teste Tukey (p<0,05)
para comparação de médias. Foi utilizada a análise Fatorial (4x3) para relacionar
Tratamentos (T1 – testemunha, T2 – 2 passagens, T3 – 5 passagens e T4 – 20
passagens) e Profundidades (0,00-0,05m, 0,07-0,12m e 0,17-0,22m) para verificar o
efeito dos atributos entre os tratamentos e a profundidade do solo. Também foi
analisado um esquema fatorial (4x2) para estudar Tratamentos e Períodos (pré-milho e
pós-milho) visando analisar o efeito dos atributos físicos ao longo do tempo.
Para determinação dos limites críticos dos atributos físicos do solo foi realizado
correlação entre os atributos e a produtividade relativa das culturas. A produtividade
relativa foi definida como relação entre a produtividade de cada parcela e a
produtividade média do melhor tratamento. Foi delimitado à 90% da produtividade
relativa das culturas como sendo o limite crítico dos atributos físicos estudados,
utilizando-se equação de primeiro ou segundo grau (aquela de maior significância),
cruzada o eixo representativo dos 90% da produtividade relativa. Os programas
utilizados na análise estatística foram EXCEL, ASSISTAT (SILVA e AZEVEDO,
2016) e SISVAR (FERREIRA, 1998).
35
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1. Qualidade física do solo
Em relação ao ensaio de Proctor, foram determinadas as densidades máximas do
solo (DmaxS) para as três profundidades analisadas (Figura 19). A DmaxS para as
profundidades de 0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-0,22 m foram de 1,19, 1,20 e 1,21 Mg m-3
,
respectivamente. O teor de umidade na DmaxS ficou em torno de 0,32 a 0,36 Mg Mg-1
.
Observa-se o aumento da DmaxS ao passo que aumenta a profundidade, isto devido ao
peso especifico do solo, ou seja, o peso das camadas adjacentes eleva a carga nas
camadas abaixo, assim quanto mais profundo no perfil do solo mais elevado tende a ser
seu peso especifico máximo (KNAPPTT e CRAIG, 2018). Cólman et al., (2017)
analisando o solo semelhante na mesma região, encontrou DmaxS nas profundidades de
0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de 1,14, 1,15 e 1,16 Mg m-3
, respectivamente.
De acordo com a análise estatística proposta para o experimento, na forma de
fatorial, foi realizada duas análises separadas, conforme descrita no item 4.4, desta
maneira os resultados foram avaliados com duas propostas distintas, a qual
profundidade houve efeito da compactação do solo submetida aos diferentes níveis de
compactação (Tratamentos x Profundidades) e se houve efeito de resiliência do solo
(Tratamentos x Períodos).
Na tabela 5 são apresentados os resultados dos atributos físicos do solo para o
fatorial tratamentos e profundidades.
36
Figura 19. Ensaio de Proctor nas profundidades de 0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-0,22 m,
e suas respectivas densidades máximas do solo (DmaxS). **Regressão
significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017.
37
Tabela 5. Atributos físicos de Latossolo Bruno distrófico, em correlação fatorial entre
Tratamentos (Testemunha, 2 Passadas, 5 Passadas e 20 Passadas) e
Profundidades (0,00-0,05, 0,07-0,12 e 0,17-0,22m), nos dois períodos
analisados, Guarapuava-PR, 2018.
Período
Variável Tratamento Pré-milho (m) Pós-milho (m)
0,00-0,05 0,07-0,12 0,17-0,22 0,00-0,05 0,07-0,12 0,17-0,22
Testemunha 1,00 bAB* 0,96 bB 1,01 bA 1,10 aA 1,04 bB 1,04 bB
DS(1)
(Mg/m3)
2 Passadas 1,13 aA 1,05 aB 1,03 bB 1,12 aA 1,06 bB 1,04 bB
5 Passadas 1,15 aA 1,07 aB 1,03 bB 1,13 aA 1,11 aA 1,05abB
20 passadas 1,18 aA 1,1 aB 1,09 aB 1,11 aA 1,11 aA 1,08 aA
Testemunha 0,84 bAB 0,8 bB 0,84 bA 0,92 aA 0,86 bB 0,86 bB
DR(2) 2 Passadas 0,95 aA 0,87 aB 0,85 bB 0,94 aA 0,88 bB 0,86 bB
5 Passadas 0,96 aA 0,89 aB 0,85 bB 0,95 aA 0,92 aA 0,87 abB
20 passadas 0,99 aA 0,92 aB 0,90 aB 0,93 aA 0,92 aA 0,89 aA
Testemunha 0,15aB 0,2aA 0,14aB 0,07abB 0,13 aA 0,12 aA
MACRO(3)
(m3/m
3)
2 Passadas 0,08bB 0,12bA 0,11aA 0,08 abB 0,13 aA 0,12 aA
5 Passadas 0,09bB 0,11bA 0,11aA 0,06 bB 0,11 abA 0,12 aA
20 passadas 0,07bB 0,10bA 0,07bB 0,08 aB 0,10 bA 0,10 bAB
Testemunha 0,47 bA 0,43 bB 0,48 cA 0,5 abA 0,48 aA 0,49 aA
MICRO(4)
(m3/m
3)
2 Passadas 0,51 aA 0,48 aB 0,5 bAB 0,53 aA 0,47 aB 0,49 aB
5 Passadas 0,5 aAB 0,47 aB 0,51 bA 0,5 abA 0,48 aA 0,49 aA
20 passadas 0,5 aB 0,49 aB 0,53 aA 0,48 bB 0,49 aAB 0,52 aA
Testemunha 0,62 ns 0,63 ns 0,62 ns 0,57 ns 0,61 ns 0,61 ns
PT(5)
(m3/m
3)
2 Passadas 0,54 0,61 0,62 0,57 0,59 0,61
5 Passadas 0,58 0,59 0,62 0,56 0,59 0,61
20 passadas 0,58 0,59 0,60 0,56 0,59 0,61
Testemunha 0,44 cA 0,41 cB 0,46 cA 0,48 abA 0,45 aB 0,47 aAB
CC(6)
(m3/m
3)
2 Passadas 0,5 aA 0,46 abB 0,48 bA 0,48 abA 0,45 aB 0,47 aAB
5 Passadas 0,48 abA 0,45 bB 0,49 bA 0,51 aA 0,46 aB 0,48 aB
20 passadas 0,47 bB 0,48 aB 0,52 aA 0,47 bB 0,47aAB 0,5 aA
Testemunha 0,18 aB 0,22 aA 0,17 aB 0,09 aC 0,15 aA 0,12 abB
CAT(7)
(m3/m
3)
2 Passadas 0,10 bB 0,15 bA 0,13 aAB 0,09 aB 0,15 aA 0,14 aA
5 Passadas 0,11 bA 0,14 bA 0,13 aA 0,08 aB 0,13 abA 0,14 aA
20 passadas 0,11 bA 0,11 bA 0,08 bA 0,09 aB 0,12 bA 0,11 bAB
Testemunha 0,29 aB 0,35 aA 0,26 aB 0,16 aC 0,24 aA 0,19 abB
CAT/PT(8)
2 Passadas 0,16 bB 0,24 bA 0,21 bAB 0,15 aB 0,25 aA 0,23 aA
5 Passadas 0,18 bB 0,23 bA 0,21 bAB 0,14 aB 0,23 abA 0,22 aA
20 passadas 0,19 bA 0,19 bA 0,14 cB 0,16 aA 0,20 bA 0,18 bA
Testemunha 0,71 bA 0,65 bB 0,74 cA 0,84 bA 0,76 aB 0,81 aAB
CC/PT(9)
2 Passadas 0,84 aA 0,76 aB 0,79 bAB 0,85 abA 0,75 aB 0,77 aB
5 Passadas 0,82 aA 0,77 aB 0,79 bAB 0,91 aA 0,77 aB 0,78 aB
20 passadas 0,81 aB 0,81 aB 0,86 aA 0,83 bA 0,80 aA 0,82 aA
*Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha, e letra minúscula na coluna, não diferem estatisticamente pelo Teste de
Tukey (p>0,05). (1)Densidade do solo, (2)Densidade relativa, (3)Macroporosidade, (4)Microporosidade, (5)Porosidade total, (6)Capacidade de campo, (7)Capacidade de aeração total, (8)Capacidade de armazenamento de ar e (9)Capacidade de armazenamento de
água.
38
O efeito da compactação do solo foi verificado nas três profundidades
analisadas. Houve diferença significativa entre os tratamentos (Tabela 5). No atributo
DS o tratamento com o maior nível de compactação apresentou medias maiores, 1,18,
1,1 e 1,09 Mg m-3
, nas profundidades 0,00-0,05, 0,07-0,12, 0,17-0,22m,
respectivamente. Isto também foi verificado em relação à DR, em que o tratamento de
20 passadas chegou a patamares de 99% (0,00-0,05m), 92% (0,07-0,12m) e 90% (0,17-
0,22m) de densidade relativa, assim evidenciando o processo de compactação do solo
em todas as profundidades analisadas.
Nos atributo PT não houve diferença entre os tratamentos (Tabela 5). Porém o
processo de compactação ficou evidente em relação à macroporosidade (MACRO), em
que os diferentes níveis de compactação influenciaram no comportamento deste
atributo, relatando valores abaixo do limite critico (0,10 m3 m
-3), sendo mais evidente
na profundidade de 0,00-0,05m.
Em relação ao conteúdo de água no solo, os atributos CC e CAT tiveram
diferença entre os tratamentos (Tabela 5). A CAT que representa a capacidade de
aeração total do solo tem relação direta com a macroporosidade, pois estes atributos
físicos do solo se referem ao conteúdo de ar do solo. Este atributo mostrou, que o
processo de compactação do solo, atingiu todas as profundidades analisadas, como pode
ser visto no tratamento de 20 passadas, 0,11 m3 m
-3 (0,00-0,05m), 0,11 m
3 m
-3 (0,07-
0,12m) e 0,08 m3 m
-3 (0,17-0,22). As relações CAT/PT e CC/PT são indicadores que
evidenciaram o efeito das passadas no solo, em que pode ser visto a influencia do
rodado ate 0,20m de profundidade em níveis maiores de compactação, objetivando o
processo de compactação do solo no experimento e estes se encontrando abaixo do
limite crítico proposto por Reynolds et al., (2002), de 0,34 e 0,66 m3 m
-3 de CAT/PT e
CC/PT, respectivamente. Kramer (2016) estudando no mesmo tipo de solo encontrou
valores semelhantes, 0,23 m3 m
-3 para CAT/PT e 0,77 m
3 m
-3 para CC/PT.
O processo de compactação do solo ficou mais evidente no período Pré-milho,
relatando melhor as diferenças entre os tratamentos e profundidades conforme os
diferentes níveis de compactação do solo (Tabela 5).
Na tabela 6 são apresentados os resultados dos atributos físicos do solo obtidos
por meio das amostras indeformadas entre os tratamentos e os períodos analisados.
39
Tabela 6. Atributos físicos de Latossolo Bruno distrófico, em correlação fatorial entre
Tratamentos (Testemunha, 2 Passadas, 5 Passadas e 20 Passadas) e Períodos
(Pré-milho e Pós-milho), nas três profundidades analisadas, Guarapuava-PR,
2018.
Profundidade
Tratamento Variável
Testemunha
0,00-0,05m 0,07-0,12m 0,17-0,22m
Pré-milho Pós-milho Pré-milho Pós-milho Pré-milho Pós-milho
1,00 cB* 1,1 aA 0,96 cB 1,04 bA 1,04bA 1,04bA
*Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha, e letra minúscula na coluna, não diferem estatisticamente pelo Teste de
Tukey (p>0,05). (1)Densidade do solo, (2)Densidade relativa, (3)Macroporosidade, (4)Microporosidade, (5)Porosidade total, (6)Capacidade de campo, (7)Capacidade de aeração total, (8)Capacidade de armazenamento de ar e (9)Capacidade de armazenamento de água.
2 Passadas DS(1) 1,13 bA 1,12 aA 1,05 bA 1,06 bA 1,04bA 1,06bA
5 Passadas (Mg/m3) 1,15 bA 1,14 aA 1,07 bB 1,11 aA 1,04bA 1,11aA
20 passadas 1,18 aA 1,12 aB 1,1 aA 1,11 aA 1,08bA 1,11aA
Testemunha 0,84 cB 0,92 aA 0,8 cB 0,87 bA 0,86bA 0,86bA
2 Passadas 0,95 bA 0,94 aA 0,88 bA 0,88 bA 0,86bA 0,88bA DR(2)
5 Passadas 0,97 bA 0,96 aA 0,89 bA 0,93 aA 0,86bA 0,92bA
20 passadas 0,99 aA 0,94 aA 0,92 aA 0,93 aA 0,89bA 0,92bA
Testemunha 0,15 aA 0,07 aB 0,20 aA 0,13 aB 0,14 aA 0,12 aB
2 Passadas MACRO(3)
0,08 bA 0,08 aA 0,12 bA 0,13 aA 0,11 bA 0,12 bA
5 Passadas (m3/m
3) 0,09 bA 0,06 aA 0,11 bA 0,11 aA 0,11 bA 0,12 bA
20 passadas 0,07 bA 0,07 aA 0,10 bA 0,10 aA 0,07 cB 0,10 bA
Testemunha 0,47 bB 0,50 aA 0,43 cB 0,48 aA 0,48 cB 0,49 bA
2 Passadas MICRO(4)
0,51 aA 0,50 aA 0,48 bA 0,47 aA 0,50 bA 0,49 bA
5 Passadas (m3/m
3) 0,50 bA 0,50 aA 0,47 bA 0,48 aA 0,51 bA 0,49 bB
20 passadas 0,50 aA 0,48 aB 0,49 aA 0,49 aA 0,53 aA 0,52 aB
Testemunha 0,62 ns 0,57 ns 0,63 ns 0,61 ns 0,62 ns 0,61 ns
2 Passadas PT(5) 0,54 0,57 0,61 0,59 0,62 0,61
5 Passadas (m3/m
3) 0,58 0,56 0,59 0,59 0,62 0,61
20 passadas 0,58 0,56 0,59 0,59 0,6 0,61
Testemunha 0,44 cB 0,48 aA 0,41 cB 0,45 bA 0,46 cA 0,47 bA
2 Passadas CC(6) 0,50 aA 0,48 aA 0,46 bA 0,45 bB 0,48 bA 0,47 bA
5 Passadas (m3/m
3) 0,48 bA 0,51 aA 0,45 bA 0,46 bA 0,49 bA 0,48 bA
20 passadas 0,47 bA 0,47 aA 0,48 aA 0,47 aA 0,52 aA 0,50 aA
Testemunha 0,18 aA 0,09 aB 0,22 aA 0,15 aB 0,17 aA 0,12 bB
2 Passadas CAT(7) 0,10 bA 0,09 aA 0,15 bA 0,15 aA 0,13 bA 0,14 aA
5 Passadas (m3/m
3) 0,11 bA 0,07 aB 0,14 cA 0,13 bA 0,13 bA 0,14 bA
20 passadas 0,11 bA 0,09 aA 0,11 cA 0,12 bA 0,08 cB 0,11 bA
Testemunha 0,29 aA 0,16 aB 0,35 aA 0,24 aB 0,26 aA 0,19 bB
2 Passadas CAT/PT
(8)
0,16 bA 0,15 aA
0,24 bA 0,25 aA
0,21 bA 0,23 aA
5 Passadas 0,18 bA 0,13 aB 0,23 bA 0,23 bA 0,21 bA 0,22 aA
20 passadas 0,19 bA 0,17 aA 0,19 cA 0,20 bA 0,14 cB 0,18 bA
Testemunha 0,71 bB 0,84 aA 0,65 cB 0,76 bA 0,74 cB 0,81 bA
2 Passadas CC/PT
(9)
0,84 aA 0,85 aA
0,76 bA 0,75 bA
0,79 bA 0,77 bA
5 Passadas 0,82 aB 0,91 aA 0,77 bA 0,77 bA 0,79 bA 0,78 bA
20 passadas 0,81 aA 0,83 aA 0,81 aA 0,80 aA 0,86 aA 0,82 aB
40
Para o tratamento testemunha (sem compactação), nas camadas 0,00-0,05 e 0,07-
0,12 m, os atributos físicos DS, DR, MACRO e CAT, tiveram diferença significativa
entre os períodos, e na camada 0,17-0,22 m não houve diferença significativa (Tabela
6). Isso nos mostra um aspecto de resiliência do solo, pois neste tratamento não houve o
processo de compactação do solo, sendo assim no período pré- milho a escarificação
prévia da área experimental deixou o solo mais solto, como pode ser visto nos atributos
DR, MACRO e CAT, já no período pós-milho o solo teve a tendência de voltar ao seu
estado natural, afirmando assim a habilidade de resiliência do solo, considerando o alto
teor de argila e as características típicas do Latossolo Bruno. A resiliência física vem de
uma variedade de processos regenerativos que incluem ciclos de umedecimento e
secamento, congelamento e descongelamento, assim como as atividades biológicas,
como o crescimento de raízes e a atividade da fauna edáfica, que também influenciam a
resiliência química e biológica (SEYBOLD et al., 1999; GREGORY et al., 2007).
O aspecto de resiliência do solo também pode ser evidenciado nos demais
tratamentos (Tabela 6). Nos tratamentos 2 Passadas e 5 Passadas os atributos DS, DR,
MACRO, CAT e PT não tiveram diferença significativa entre os períodos. O tratamento
com maior nível de compactação (20 Passadas), os atributos DS e DR na camada de
0,00-0,05 m tiveram diferença significativa entre os períodos, demonstrando assim a
recuperação do solo em relação ao processo de compactação. Em profundidade também
houve diferença significativa, na camada de 0,17-0,22 m, os atributos MACRO e CAT
evidenciaram a tendência do solo voltar em seu estado natural. A resiliência do solo é
uma propriedade dinâmica muito dependente do status do solo na época de avaliação
(SEYBOLD et al., 1999). Em sistemas agricultáveis, os estresses impostos aos solos
podem ser de origem natural e, ou, antropogênicos. Blanco & Lal (2010) incluem
tráfego de máquinas, veículos e animais, práticas de cultivo e manejo. Os parâmetros
climáticos influenciam na magnitude e na velocidade da capacidade de recuperação dos
distúrbios no solo, sendo esta menor em climas secos que em úmidos. A resiliência
biológica do solo pode ser medida pelas mudanças na mineralização de resíduos de
plantas (GRIFFITHS et al., 2000), no tamanho e na atividade da biomassa microbiana
(FRANCO et al., 2004). Sob cobertura vegetal o solo é mais resiliente do que quando
está nu; quando coberto, os impactos das gotas de chuva são menores, evitando-se a
erosão (VEZZANI, 2001).
Para os indicadores CAT/PT e CC/PT houve diferença entre os tratamentos, em
41
todas as profundidades estas relações ficaram bem distantes das propostas com
Reynolds et al., (2002).
Na tabela 7 são apresentados os resultados referentes à Resistência à penetração
do solo (RP). Ao relatar os valores obtidos de RP, observou os altos valores de
Coeficiente de variação (CV%) para a primeira camada (0,00-0,05 m) em todos os
períodos analisados, 39,9%, 126,47% e 56,3%, nos períodos pré-milho, pós-milho e
pós-aveia, respectivamente. Segundo Pimentel-Gomes (1985), o coeficiente de variação
da uma idéia da precisão do experimento, e tendo-se por base os coeficientes
comumente encontrados nos ensaios agrícolas de campo, classifica-os em baixos,
quando inferiores a 10%; médios, quando de 10 a 20%; altos, quando de 20 a 30%; e
muito altos, quando superiores a 30%. Valores altos de CV na camada mais superficial
do solo são devido a rugosidade do solo, pois existe grande variação da quantidade de
palhada em um perímetro de área. De acordo com Amaro Filho et al. (2007), mesmo em
áreas consideradas homogêneas em que os solos pertencem a uma mesma unidade
taxonômica, existe variação espacial de determinados atributos físicos, seja decorrente
de fatores e processos pedogenéticos ou de práticas de manejo. Para Warrick e Nielsen
(1980), mesmo em áreas homogêneas, os coeficientes de variação para atributos do solo
podem atingir valores superiores a 1000%.
Tabela 7. Resistência à penetração do solo (RP), nos três períodos analisados, Pré-milho, Pós-milho e Pós-aveia, de 0,00-0,40 m de
profundidade, em relação aos diferentes níveis de compactação do solo, Guarapuava-PR, 2018.
Resistência a penetração (RP) KPa – PRÉ MILHO
Trat. 0,00-0,05cm 0,05-0,10cm 0,10-0,15cm 0,15-0,20cm 0,20-0,25cm 0,25-0,30cm 0,30-0,35cm 0,35-0,40cm
Test. 372,18b 1210,94c 1382,22ns 1182,26ns 1078,36ns 1038,82ns 1027,10ns 1104,60ns
2 pas. 957,64ab 1663,32ab 1507,22 1220,88 1033,03 1019,43 1011,75 1070,31
5 pas. 1286,74a 1561,44bc 1435,52 1254,61 1121,26 1076,07 1031,49 1148,29
20 pas. 1487,59a 2058,45a 1388,64 1194,46 1085,38 1063,45 1050,74 1064,26
CV (%) 39,9 15,66 6,96 9,11 10,3 13,4 13,63 13,01
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey
(p<0,05).
Resistência a penetração (RP) KPa – PÓS MILHO
Trat. 0,00-0,05cm 0,05-0,10cm 0,10-0,15cm 0,15-0,20cm 0,20-0,25cm 0,25-0,30cm 0,30-0,35cm 0,35-0,40cm
Test. 18,74ns 587,90ns 2111,34ns 2417,90ns 1992,50ns 1856,66ns 1899,28ns 1716,53ns
2 pas. 26,73 464,91 2455,52 2280,65 1952,63 1888,34 1832,3 1803,92
5 pas. 24,19 613,14 2427,58 2211,56 1967,88 1951,46 1871,28 1757,92
20 pas. 11,89 477,04 2304,91 2257,87 1959,31 1782,23 1685,84 1593,2
CV (%) 126,47 56,7 32,47 25,15 19,54 17,33 13,05 13,51
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey
(p<0,05).
Resistência a penetração (RP) KPa – PÓS AVEIA
Trat. 0,00-0,05cm 0,05-0,10cm 0,10-0,15cm 0,15-0,20cm 0,20-0,25cm 0,25-0,30cm 0,30-0,35cm 0,35-0,40cm
Test. 8,90 ns 827,89 ns 2312,29 ns 2139,57 ns 1713,84 ns 1433,69 ns 1238,01 ns 1120,78 ns
2 pas. 8,03 747,62 2150,97 2190,21 1869,54 1652,42 1422,90 1332,16
5 pas. 13,65 661,98 2085,89 2249,20 2020,08 1753,70 1508,22 1401,49
20 pas. 40,78 1044,93 2853,88 2505,22 1988,27 1710,51 1414,66 1317,09
CV (%) 56,3 45,87 24,33 12,6 18,75 15,6 22,3 12,4
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey (p<0,05).
42
43
Um fator determinante para se obter valores confiáveis de RP, é a relação com o
teor de umidade do solo no momento da avaliação, os teores foram em média 42%, 33%
e 39% na profundidade de 0,00-0,40 m, nos períodos Pré-milho, Pós-milho e Pós-aveia,
respectivamente. A penetrometria é uma técnica quantitativa muito utilizada devido à
facilidade, rapidez e a possibilidade de se efetuar grande número de repetições na
obtenção de dados, embora possam ocorrer dificuldades na interpretação dos resultados
obtidos, devido à dependência desses em relação à umidade (SILVEIRA et al., 2010).
A umidade do solo é importante para determinara a RP, pois esta relacionada
com as forças de adesão e coesão do solo, atuando diretamente nos resultados obtidos
de RP. A umidade altera a coesão entre as partículas do solo, assim, quando o solo está
seco ou apresenta baixo conteúdo de água, suas partículas apresentam-se mais próximas
e difíceis de serem separadas por qualquer força externa (BELTRAME et al., 1981).
Para o mesmo tipo de solo, Keller et al. (2015), relatam que o teor de umidade crítico
foi em torno de 40 %, pois quando mais úmido o solo, menor os resultados de RP.
Entende-se que quanto mais seco o solo estiver, as forças de coesão são maiores e isto
influencia na força para o equipamento penetrar no solo.
Para os valores obtidos de RP, em todos os períodos avaliados ficaram abaixo do
limite critico estabelecido na literatura (Tabela 7). Ainda não é consenso entre os
pesquisadores o valor de RP que seja limite ao desenvolvimento de raízes e
produtividade das culturas, pois, este varia principalmente em função da espécie
vegetal. Em geral, tem-se adotado o valor de 2,5 MPa como crítico ao crescimento
radicular (KLEIN et al., 1998).
No período Pré-milho, nas primeiras camadas (0,00-0,05 e 0,05-0,10 m), nota-se
uma diferença significativa entre os tratamentos (Tabela 7), em que os maiores níveis de
compactação (5 e 20 Passadas), resultaram em maiores RP, assim evidenciando a
compactação do solo nas camadas mais superficiais, logo após o processo de
compactação imposto pelos tratamentos.
Na tabela 8 são apresentados os resultados obtidos da velocidade de infiltração
básica (VIB) nos três períodos analisados em relação aos níveis de compactação do
solo.
44
Tabela 8. Velocidade de infiltração básica de água no solo (VIB), nos três períodos
analisados em relação aos níveis de compactação do solo, Guarapuava-PR,
2018.
Tratamentos VIB (mm/h)
Pré Milho Pós Milho Pós Aveia
Test. 78,97a* 14,55a* 42,48 a*
2 passadas 6,42b 13,57a 16,65 ab
5 passadas 0,55b 5,05b 21,19 ab
20 passadas 0,23b 3,17b 6,77 b
CV(%) 27,66 18 31,6
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo
Teste de Tukey (p<0,05).
Em relação à VIB, em todos os períodos houve diferença significativa entre os
tratamentos (Tabela 8). No período Pré-milho, o tratamento testemunha (sem
compactação) teve VIB de 78,97 mm h-1
e os demais tratamentos em que foram
submetidos a compactação do solo tiveram VIB baixa, quase nula. Sales et al. (1999)
avaliando a associação da VIB com atributos físicos das camadas superficial e
subsuperficial de um Latossolo Roxo e um Podzólico Vermelho-Amarelo, encontraram
valor de 12,1 mm h-1
para a VIB no Podzólico Vermelho-Amarelo, possuindo 422 g kg-
1 de argila e volume de macroporos de 0,07 m
3 m
-3 enquanto para o Latossolo Roxo,
com 653 g kg-1
e 0,16 m3 m
-3 de macroporos, a VIB atingiu valor de 56,6 mm h
-1. Silva
e Kato (1998), trabalhando em Latossolo Vermelho-Amarelo com cobertura vegetal,
encontraram valores de VIB variando de 56 a 96 mm h-1
e, sem cobertura vegetal, o
valor da VIB variou de 51 a 78 mm h-1
.
No período Pós-milho, houve diferença entre os tratamentos, sendo que o
tratamento testemunha 14,55 mm h-1
e 2 passadas 13,57 mm h-1
não diferiram entre sim
mais foram diferentes dos demais, 5 passadas 5,05 mm h-1
e 20 passadas 3,17 mm h-1
(Tabela 8). A compactação do solo influenciou na VIB, tanto antes da cultura do milho
como depois também, sendo assim evidente que o manejo pré-compactação
(escarificação) fez com que a testemunha tivesse uma alta VIB antes da cultura do
milho, após a cultura a VIB diminui neste tratamento. Já no período Pós-aveia, houve
diferença significativa entre os tratamentos, evidenciou certa recuperação da estrutura
do solo aliada a cultura da aveia. Segundo Muller et al., (2001) espécies como nabo
forrageiro, aveia preta e aveia branca, em ordem decrescente, apresentaram grandes
acúmulos de Matéria seca de raízes em camadas compactadas, mostrando o potencial
para aumentar a aeração e diminuir a compactação do solo após seu cultivo. Em
45
experimento, Silva & Kato (1998) constataram aumento da infiltração de água no solo
devido às coberturas vegetais, que proporcionaram aumento na macroporosidade, e
redução do impacto da gota de chuva direto com a superfície do solo.
5.2. Produtividade das culturas do milho e aveia preta
Na tabela 9 são apresentados os resultados das variáveis analisadas da cultura do
milho. Em relação à altura de plantas, o tratamento Testemunha foi diferente dos
demais, enquanto os tratamentos 2 e 5 Passadas, não diferem entre si, porem diferem
dos demais, e o tratamento de 20 Passadas teve a menor média 35,85cm.
Tabela 9. Teste de médias para as variáveis: altura de plantas (cm), diâmetro de colmo
(cm), altura de inserção de espiga (cm), silagem (kg ha-1
), produtividade de
grãos (kg ha-1
) e Peso de mil grãos (g) analisadas na cultura do milho,
Guarapuava-PR, 2017.
Trat.
Alt. De
planta (cm)
Diâm. De
colmo (cm)
Alt. De ins.
Da espiga (cm)
Produtividade
de forragem (kg ha
-1)
Produtividade de
grãos (kg ha-1)
PMG (g)
Test. 62,8a 9,5a 100,4a 42581,0a 11752,7a 365,5a
2 pas. 46,9b 9,2a 100,3a 43504,8a 10833,7a 373,7a
5 pas. 48,9b 9,5a 100,3a 42657,3a 11820,3a 389,6a
20 pas. 35,8c 8,6a 100,2a 35280,8b 7784,2b 371,1a
CV (%) 8,6 9,1 3,2 6,9 11,1 6,5
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey (p<0,05).
Os parâmetros Diâmetro de colmo, Peso de mil grãos (PMG) e Altura de
inserção de espiga, não diferiram entre os tratamentos (Tabela 9), cujos dados
contradizem com Rosolem et al. (1994), que relatam que o processo de compactação do
solo, afetou diretamente o sistema radicular, mas não afetou parâmetros relativos a parte
aérea na cultura do milho. Tanto na produtividade de forragem com em grãos, o
tratamento de 20 Passadas foi diferente dos demais. No tratamento de 20 Passadas,
verificou-se um decréscimo em torno de 40% na produtividade de grãos e 15% na
produtividade de forragem em relação ao tratamento sem o processo de compactação.
Gediga (1991) constatou que níveis intermediários de compactação do solo, houve
incrementos na massa da parte aérea da cultura do milho.
A média de produtividade de grãos do experimento foi considerada baixa para o
hibrido DKB 290 (Tabela 9). Em ensaios realizados com o mesmo hibrido na safra
2014/2015, Fepagro (2016), relatam produtividades altas, em torno de 14000,00 kg ha-1
,
46
em diferentes tipos de cultivo no estado do Rio Grande do Sul.
Na tabela 10 são apresentados os resultados das variáveis analisadas da cultura
da aveia preta. Para os parâmetros Número de perfilhos e Altura de plantas não houve
diferença significativa entre os tratamentos. Para Matéria seca o tratamento Testemunha
foi diferente dos demais, em torno de 24%, 33% e 43% de decréscimo em relação aos
tratamentos 2, 5 e 20 Passadas respectivamente. Os tratamentos em que foi imposto o
processo de compactação não diferiram entre si. Muller et al., 2001, observou uma
diminuição significativa na Matéria seca da parte aérea de plantas de aveia quando a
densidade do solo foi acima de 1,5 Mg m-3
(solo compactado), em um Latossolo
Vermelho.
Tabela 10.Teste de médias para as variáveis: Matéria seca (kg ha
-1), Número de
perfilhos e Altura de planta (cm), analisadas na cultura da aveia,
Guarapuava-PR, 2017.
Tratamentos Matéria Seca (kg ha-1
) Nº perfilhos Altura planta (cm)
Testemunha 6077 a 146 a 94 a
2 Passadas 4565 b 147 a 94 a
5 Passadas 4063 b 150 a 91 a
20 Passadas 3415 b 146 a 97 a
* Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna, em cada profundidade, não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey (p<0,05).
5.3. Limite crítico de atributos físicos do solo para as culturas do milho e aveia
preta
A partir da análise de regressão realizada para determinar os limites críticos dos
atributos físicos do solo associado as cultura do milho e da aveia, foi delimitado aos
atributos que tiveram mais resposta ao processo de compactação em função das
culturas.
Após os resultados expostos, foram determinados para a cultura do milho, os
limites críticos dos atributos físicos do solo com maior resposta ao processo de
compactação, sendo eles DS, DR, MACRO e CAT (Figura 20 e 21). Na Figura 20 é
apresentada a regressão entre Produtividade Relativa (PR) da cultura do milho e os
atributos DS e DR. Verificou-se a diferença especifica entre as profundidades, em que a
camada de 0,00-0,05 m obteve o limite crítico de 1,08 Mg m-3
para DS e 95,9% para
DR, assim se mostrando acima do limite crítico estabelecido por Klein, (2014), em que
acima de 95% de DR o solo já se encontra em estado muito compactado, desta maneira
47
sendo prejudicial as culturas. Taubinger (2016) analisou a DR em função da
produtividade relativa na cultura do milho e relatou que a DR abaixo de 90,2% equivale
à uma PR acima de 90 %, no mesmo tipo de solo. Já Beutler et al. (2008) trabalhando
também com a cultura do milho, encontraram DR ideal de 81,0 % na camada de 0 a
0,18 m, nesse caso o solo era de textura média (330 g kg-1
de argila).
Nas camadas de 0,07-0,12 m e 0,17-0,22 m, obteve-se uma faixa entre mínimo e
máximo tolerado em função da PR de 90%, na camada de 0,07-0,12 m, encontrando-se
valores de DS ideal entre 0,97 a 1,07 Mg m-3
e DR ideal entre 76,9 a 90,4%, e na
camada de 0,17-0,22 m a DS ideal de 0,98 a 1,08 Mg m-3
e DR ideal de 80,7 a 89,9%.
Em ambas as profundidades, os limites críticos de DR enquadraram-se na faixa
considerada ideal, de 80 a 90% (KLEIN, 2014) para o desenvolvimento das plantas.
Taubinger (2016) encontrou como faixa ideal correspondente a produtividade relativa
acima de 90 %, variando de 75,1 a 85,7% para a cultura do feijão e para a cultura do
milho o autor encontrou DR abaixo de 87,7% na profundidade de 0,15-0,25 m.
Na figura 21 é apresentada as regressões entre produtividade relativa e os
atributos MACRO e CAT. Para a profundidade de 0,00-0,05 m, a MACRO ideal
correspondeu a valores maiores que 0,10 m3 m
-3 e para CAT os valores ideais
corresponderam a valores maiores que 0,13 m3 m
-3, em que abaixo deste limite a cultura
do milho responde à produtividade menores que 90% da média do melhor tratamento.
Na profundidade de 0,07-0,12 m, obteve-se uma faixa ideal para MACRO e CAT, de
0,12 a 0,21 m3 m
-3 e 0,14 a 0,24 m
3 m
-3, respectivamente. Ambas as profundidades de
0,00-0,05 e 0,07-0,12 m, se encontraram dentro do limite crítico proposto por Reichert
et al., (2009) e Reynolds et al., (2002). Já na profundidade de 0,17-0,22 m, o limite
crítico estabelecido foi de 0,09 m3 m
-3 para MACRO e 0,11 m
3 m
-3 para CAT, ficando
abaixo do limite proposto por Reichert et al., (2009).
48
Figura 20. Produtividade relativa (PR) da cultura do milho em função da densidade do
solo (DS) e densidade relativa (DR) das camadas de 0,00 a 0,05 m, 0,07 a
0,12 m e 0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa 90% da
produtividade do milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de
interseção da linha que representa a PR igual a 90%. **Regressão
significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017.
49
Figura 21. Produtividade relativa (PR) da cultura do milho em função da
macroporosidade (MACRO) e capacidade de aeração total (CAT) das
camadas de 0,00 a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e 0,17 a 0,22 m. A linha vermelha
(traço e ponto) representa 90% da produtividade do milho, e a linha
tracejada azul representa o ponto de interseção da linha que representa a PR
igual a 90%. **Regressão significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017.
50
Em relação à cultura da aveia, foram delimitados os atributos mais
representativos nas três profundidades analisadas, sendo eles, DS, DR, MACRO e CAT.
Porém só houve ajuste matemático para ambos os atributos físicos do solo, na
profundidade de 0,07-0,12 m (Figuras 22 e 23).
Para DS, o limite crítico em relação a PR de 90% foi de 1,03 Mg m-3
, sendo a
DR equivalente a 85,7%. De modo que estes resultados se encontram na faixa de solo
ideal para o desenvolvimento das plantas, em que DR de 80 a 90% (KLEIN, 2014).
Quanto aos indicadores MACRO e CAT, seus limites críticos foram de 0,13 e 0,15 m3
m-3
, respectivamente, se enquadrando ao proposto por Reichert et al., (2009).
Para a camada mais superficial, 0,00-0,05 m, a não eficiência de nenhum ajuste
matemático para esta profundidade, se da pelo fato da ruptura do solo no momento da
semeadura da cultura, esta sendo feita com a utilização do sistema duplo disco, assim
aumentando a variabilidade nesta profundidade (Figuras 22 e 23).
Ao analisar em conjunto as duas culturas, milho e aveia, observa-se que a
profundidade mais representativa estatisticamente foi a de 0,07-0,12 m.
51
Figura 22. Produtividade relativa (PR) da cultura da aveia em função da densidade
do solo (DS) e densidade relativa (DR) das camadas de 0,00 a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e
0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto) representa 90% da produtividade do
milho, e a linha tracejada azul representa o ponto de interseção da linha que representa a
PR igual a 90%. **Regressão significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017.
52
Figura 23. Produtividade relativa (PR) da cultura da aveia em função da
macroporosidade (MACRO) e capacidade de aeração total (CAT) das camadas de
0,00 a 0,05 m, 0,07 a 0,12 m e 0,17 a 0,22 m. A linha vermelha (traço e ponto)
representa 90% da produtividade do milho, e a linha tracejada azul representa o
ponto de interseção da linha que representa a PR igual a 90%. **Regressão
significativa (p<0,01). Fonte: Bareta Junior, 2017.
53
6. CONCLUSÕES
Os atributos físicos do solo sofreram influência dos diferentes níveis de
compactação do solo, sendo mais evidente nas camadas mais superficiais. Da maneira
que aumenta a intensidade do processo de compactação, maiores profundidades são
atingidas.
O processo de compactação do solo atuou diretamente nos atributos físicos do
solo, de modo que, aumentou a densidade do solo e densidade relativa do solo, diminuiu
a macroporosidade do solo e a capacidade de aeração total.
Dentre os parâmetros associados às culturas, produtividade de forragens e grãos
(Milho), e Matéria seca (Aveia), demonstraram maior efeito do processo de
compactação, acarretando em menores produtividades da cultura do milho e da aveia.
O processo de compactação foi verificado com grande intensidade nas camadas
superficiais após o processo de compactação. A RP não foi um indicador diagnóstico
em relação os diferentes níveis de compactação do solo.
O aspecto de Resiliência do solo ficou bem evidenciado na relação entre os
períodos, ressaltando assim a importância e a influência da planta no sistema solo. Pode-
se concluir que o solo tende a voltar ao seu estado normal.
A profundidade mais representativa em relação à determinação dos limites
críticos dos atributos físicos do solo foi a de 0,07-0,12m.
Para a cultura do milho, indica-se o limite crítico de densidade do solo como
1,08 Mg m-3
para a camada de 0,00-0,05 m, a faixa ideal de 0,93 a 1,07 Mg m-3
para a
camada de 0,07-0,12 m e a faixa ideal variando de 0,98 a 1,08 Mg m-3
para a camada de
e 0,17-0,22 m desse solo.
Os valores de densidade relativa ideal para a cultura do milho foi de 95,9% para
a camada de 0,00-0,05 m, a faixa ideal de 76,9 a 90,4% na camada de 0,07-0,12 m, e a
faixa ideal de 80,8 a 89,9% para a camada de 0,17-0,22 m.
Os valores críticos de macroporosidade para a cultura do milho foi de 0,10 m3
m-3
para a camada de 0,00-0,05 m, de 0,12 a 0,21 m3 m
-3 para a camada de 0,07-0,12 m,
e de 0,09 a 0,18 m3 m
-3 para a camada de 0,17-0,22 m.
Os valores de capacidade de aeração total ideais para a cultura do milho foram
de 0,13 m3 m
-3 para a camada de 0,00-0,05 m, de 0,14 a 0,24 m
3 m
-3 para a camada de
0,07-0,12 m, e faixa ótima de 0,11 a 0,21 m3 m
-3 para a camada 0,17-0,22 m.
A cultura da aveia preta apresentou limitação de produtividade com valores de
54
densidade do solo menor que 1,03 Mg m-3
, densidade relativa menor que 85,7%,
macroporosidade menor que 0,13 m3 m
-3 e capacidade de aeração total menor que 0,15
m3 m
-3 para a camada de 0,07-0,12 m.
55
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