Relatório Técnico Final

QUALIDADE FÍSICO-HÍDRICA DE SOLOS EM DOIS AGROECOSSSISTEMAS

150490-2003/8

Cláudia Liane Rodrigues de Lima

AGRADECIMENTOS

A todos os professores do Departamento de Solos, em especial, ao Dalvan José Reinert e ao

José Miguel Reichert pelos ensinamentos e amizade.

Aos colegas do curso de graduação em Agronomia Fabiano Braga, Leandro Dalbianco, Marcelo

Mentges, Marcelo Kunz, Maurício Kunz, Paulo Gubiani, Sidinei Stürmer e Vinícius Hilbig, pela amizade e

pela colaboração na elaboração deste trabalho.

A todos os colegas de pós-graduação, em especial, ao Luis Eduardo Suzuki pelo auxílio e

constante incentivo na realização deste trabalho.

Aos funcionários do Departamento de Solos, principalmente ao Flávio Fontineli pela assistência

nos trabalhos.

À minha família pelo carinho.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq) pela concessão da

bolsa de estudo e da taxa de bancada.

A todos que direta ou indiretamente contribuíram de alguma forma neste estudo.

E a Deus pela vida.

SUMÁRIO

QUALIDADE FÍSICO-HIDRÍCA DE SOLOS EM DOIS AGROECOSSISTEMAS .......................................5

APRESENTAÇÃO ........................................................................................................................................5

RESUMO.......................................................................................................................................................6

CAPITULO 1 .................................................................................................................................................8

QUALIDADE FÍSICO-HÍDRICA DE UM ARGISSOLO E DE UM LATOSSOLO SOB DIFERENTES

SISTEMAS DE MANEJO E RENDIMENTO DE CULTURAS ......................................................................8

INTRODUÇÃO ..........................................................................................................................................8

MATERIAL E MÉTODOS..........................................................................................................................9

RESULTADOS E DISCUSSÃO ..............................................................................................................12

CONCLUSÕES .......................................................................................................................................20

CAPITULO 2 ...............................................................................................................................................22

COMPRESSIBILIDADE DE UM ARGISSOLO E DE UM LATOSSOLO SOB PLANTIO DIRETO

ESCARIFICADO E COMPACTADO ..........................................................................................................22

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................22

MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................................................23

RESULTADOS E DISCUSSÃO ..............................................................................................................24

CONCLUSÕES .......................................................................................................................................31

CAPITULO 3 ...............................................................................................................................................32

CRESCIMENTO E RENDIMENTO DE CULTURAS EM UM ARGISSOLO VERMELHO DISTRÓFICO

SOB NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO ............................................................................................................32

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................32

MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................................................33

RESULTADOS E DISCUSSÃO ..............................................................................................................34

CONCLUSÕES .......................................................................................................................................42

CAPÍTULO 4 ...............................................................................................................................................43

DENSIDADE CRÍTICA AO CRESCIMENTO DE PLANTAS CONSIDERANDO ÁGUA DISPONÍVEL E

RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO DE UM ARGISSOLO VERMELHO DISTRÓFICO ARÊNICO ............43

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................43

MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................................................44

RESULTADOS E DISCUSSÃO ..............................................................................................................44

CONCLUSÕES .......................................................................................................................................45

4

CAPITULO 5 ...............................................................................................................................................47

INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO E GRAU DE COMPACTAÇÃO DE UM ARGISSOLO E DE UM

LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMA DE PLANTIO DIRETO .........................................................47

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................47

MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................................................48

RESULTADOS E DISCUSSÃO ..............................................................................................................50

CONCLUSÕES .......................................................................................................................................55

ATIVIDADES COMPLEMENTARES EXERCIDAS JUNTAMENTE COM O DESENVOLVIMENTO DO

PROJETO....................................................................................................................................................64

PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA...............................................................................................................64

ARTIGOS COMPLETOS SUBMETIDOS E PUBLICADOS EM PERIÓDICOS .....................................66

PARTICIPAÇÃO EM BANCAS DE COMISSÕES JULGADORAS.........................................................67

PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS.............................................................................................................67

DEMAIS TRABALHOS............................................................................................................................68

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS DESPESAS EFETUADAS COM OS RECURSOS PROVENIENTES DA

TAXA DE BANCADA..................................................................................................................................69

QUALIDADE FÍSICO-HIDRÍCA DE SOLOS EM DOIS AGROECOSSISTEMAS

APRESENTAÇÃO

Para contemplar os objetivos propostos, divide-se o presente relatório em cinco capítulos.

Em cada capítulo é apresentado e discutido os resultados obtidos de duas áreas experimentais.

A área 1 é composta por um Argissolo Vermelho distrófico arênico e a área 2 por um Latossolo

Vermelho, ambos sob sistema de plantio direto.

No Capítulo 1 é apresentado o efeito da compactação na qualidade físico-hídrica, a partir de

indicadores relacionados à estrutura do solo como a densidade, a porosidade, a resistência à penetração

e a condutividade hidráulica de solo saturado.

No segundo Capítulo quantifica-se o impacto do manejo sobre parâmetros compressivos

(capacidade de suporte de carga e susceptibilidade do solo à compactação) dos dois tipos de solos.

Estudos complementares e adicionais são apresentados nos Capítulos 3 e 4. No terceiro capítulo

relaciona-se a resistência do solo à penetração com o crescimento e o desenvolvimento do sistema

radicular das culturas de soja e feijão. No Capítulo 4 indica-se intervalos de densidades críticas para o

crescimento de culturas, a partir de conceitos de disponibilidade hídrica a valores de resistência do solo

à penetração de 1,5 a 3,5 MPa.

No quinto Capítulo é avaliado o intervalo hídrico ótimo, parâmetro que descreve a amplitude de

água do solo, que incorpora limitações ao desenvolvimento de culturas relacionadas à aeração,

resistência à penetração e potencial matricial. O grau de compactação também é quantificado com o

intuito de estabelecer condições para monitorar a dinâmica da água dos solos.

Em todos os estudos procurou-se, a partir de relações, apontar atributos mais sensíveis para

detectar alterações na estrutura do solo e no crescimento e no desenvolvimento das culturas.

RESUMO

O conhecimento de atributos físico - hídricos pode contribuir no monitoramento da qualidade

estrutural e no incremento da produtividade das culturas. Nas condições deste estudo, os resultados do

Capitulo 1 indicaram para o Argissolo Vermelho distrófico arênico que as maiores alterações na

qualidade físico-hídrica ocorreram no sistema convencional de preparo e no sistema semeadura direta

que recebeu compactação adicional em dois anos agrícolas. A semeadura direta sem compactação

adicional apresentou as melhores condições físico-hídricas, permanecendo por maior período dentro da

faixa de umidade volumétrica considerada ótima para o desenvolvimento das culturas. A condutividade

hidráulica de solo saturado não apresentou diferença entre os tratamentos. O sistema de semeadura

direta com compactação adicional apresentou maiores valores de resistência à penetração. O

rendimento da soja não foi influenciado pelos tratamentos, enquanto que a escarificação foi favorável ao

rendimento do feijoeiro. Por outro lado, no Latossolo Vermelho, a microporosidade, a condutividade

hidráulica de solo saturado e o rendimento da cultura da soja não foram influenciados pelos sistemas de

manejo, e a resistência à penetração atingiu valores considerados restritivos ao desenvolvimento das

plantas.

No Capítulo 2 observou-se para o Argissolo Vermelho distrófico arênico sob compactação

adicional maiores e menores valores respectivamente, de densidade e índice de compressão. O modelo

não linear testado é uma ferramenta potencial para determinação da densidade sob plantio direto, a

partir da densidade inicial e das pressões aplicadas. No Latossolo Vermelho sob compactação adicional

foram obtidos menores e maiores valores respectivamente, de densidade e índice de compressão.

O Capítulo 3 indicou para o Argissolo Vermelho distrófico arênico que diferentes níveis de

compactação influenciaram a resistência à penetração e o desenvolvimento das culturas. Uma proporção

de 55% da variação da altura da soja foi explicada pela resistência do solo à penetração. A resistência à

penetração influenciou em 46%, 51% e 59%, respectivamente, o índice de área foliar, a altura e o

rendimento do feijão. A maior concentração de raízes foi obtida a valores de resistência à penetração

inferiores a aproximadamente 1,5 MPa.

No Capítulo 4 mencionou-se que informações importantes relacionadas ao manejo do solo e de

irrigação das culturas podem ser obtidas a partir da avaliação de indicadores facilmente mensuráveis

como a densidade e a umidade do solo. A densidade não representou um fator crítico para o

desenvolvimento das plantas. Observou-se que valores superiores de resistência à penetração

permitiram maiores intervalos de densidade adequados ao desenvolvimento das plantas e que a relação

7

entre a densidade crítica e a umidade representa grande relevância no monitoramento e manejo da

estrutura e da umidade para um satisfatório crescimento e desenvolvimento das plantas.

No Capítulo 5 concluiu-se que o intervalo hídrico ótimo foi mais sensível a mudanças da

estrutura do solo do que a água disponível para as culturas. A amplitude de variação do intervalo hídrico

ótimo foi de 0,00 a 0,04 e de 0,00 a 0,14 m3 m-3, respectivamente, para o Latossolo Vermelho e para o

Argissolo Vermelho distrófico arênico. A densidade critica foi de 1,35 e 1,79 Mg m-3, respectivamente,

para o Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho distrófico arênico. O grau de compactação crítico para

o Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho distrófico arênico corresponderam a 74% e 96%.

Finalmente, considera-se que estudos complementares devem estar sendo implementados para

um melhor entendimento das relações existentes entre parâmetros associados à estrutura do solo, com

impacto positivo na produtividade das culturas em diferentes agroecossistemas.

CAPITULO 1

QUALIDADE FÍSICO-HÍDRICA DE UM ARGISSOLO1 E DE UM LATOSSOLO SOB DIFERENTES

SISTEMAS DE MANEJO E RENDIMENTO DE CULTURAS

INTRODUÇÃO

O interesse em avaliar a qualidade do solo tem aumentado, por considerá-lo como um

componente fundamental na manutenção e na sustentabilidade dos sistemas de produção agrícola.

Apesar de vários fatores dificultarem em termos quantitativos, sua definição tem sido indicada como a

capacidade do solo em promover ao sistema radicular condições adequadas ao crescimento e a

produtividade das culturas (Wu et al., 2003; Karlen et al., 2003).

A estrutura de um solo ideal é aquela que permite uma adequada área de contato entre as raízes

e o solo, um espaço poroso contínuo e suficiente para o movimento de água e de gases, e resistência à

penetração que não limite o crescimento de raízes e folhas (Koppi & Douglas, 1991).

Estratégias têm sido desenvolvidas na obtenção do incremento da produtividade agrícola

associadas à manutenção da qualidade do solo. No entanto, a compactação tem se destacado em nível

mundial como um dos principais responsáveis pela degradação da qualidade físico-hídrica de solos

submetidos a diferentes sistemas de manejo e pela redução da produtividade das culturas.

Fatores externos e internos condicionam a resposta do solo à compactação e, decorrente disso,

o grau de degradação da qualidade estrutural. Os fatores externos são caracterizados pelo tipo,

intensidade e freqüência da pressão exercida por máquinas agrícolas, equipamentos de transporte ou

pisoteio de animais e a compactação atual do solo, enquanto que os internos, pelas propriedades físicas,

mais particularmente, a textura e a umidade e pelo teor de carbono orgânico do solo (Silva et al., 2000;

Defossez & Richards, 2002). A compactação, ao causar modificações na estrutura pode limitar a

adsorção e a absorção de nutrientes e, por sua vez, resultar em problemas no estabelecimento e no

crescimento de raízes. Essa limitação é originada por alterações em parâmetros físicos como a

densidade, a resistência à penetração e a porosidade do solo (Lhotský et al., 1991; Flowers & Lal, 1998).

A condutividade hidráulica, apesar de ser um indicador variável, pode também revelar diferenças entre

sistemas de manejo (Coquet et al., 2005). O incremento da pressão aplicada por máquinas agrícolas

pode reduzir os valores de condutividade hidráulica de solo saturado (Horn et al., 2003), corroborando

com Osunbitan et al. (2005). .

1Parte do trabalho submetido à Ciência Rural, v.36, n.4, 2006 (no prelo).

9

Vários estudos têm relacionado níveis de compactação, propriedades do solo e crescimento das

plantas, em sistema de plantio direto (Stone & Silveira, 1999; Secco et al., 2004; Collares, 2005). No

entanto, ainda existem dúvidas sobre a intensidade de compactação na qual sistemas de manejo

possam influenciar negativamente os atributos físico-hídricos do solo, o crescimento e o rendimento das

culturas.

O objetivo desse estudo foi avaliar a qualidade físico-hídrica de um Argissolo Vermelho distrófico

e de um Latossolo Vermelho sob diferentes manejos, a partir da condutividade hidráulica, densidade,

porosidade total, macro e microporosidade, variação temporal da umidade volumétrica do solo, faixa de

umidade ótima, resistência à penetração e rendimento de culturas.

MATERIAL E MÉTODOS

Área 1

Três experimentos, um com a cultura da soja (Glycine max L.) e dois com a cultura do feijoeiro

(Phaseolus vulgaris L.), foram instalados em uma área experimental (1512 m2) do Departamento de

Solos da Universidade Federal de Santa Maria, RS (29o 41’ S; 53o 48’’ W; 95 m), compreendendo 36

parcelas de 6 x 7 m.

O clima da região é caracterizado como Cfa (subtropical úmido sem estiagens) de acordo com a

classificação de Köppen, sendo a temperatura média do mês mais quente superior a 22oC e a do mês

mais frio entre - 3oC e 18oC (Moreno, 1961). O solo foi classificado como Argissolo Vermelho distrófico

arênico (Embrapa, 1999), de textura superficial franco arenosa (81g kg-1 de argila, 291g kg-1 de silte e

628g kg-1 de areia) sendo submetido a diferentes sistemas de manejo (Tabela 1).

O processo de compactação adicional e as especificações das máquinas utilizadas podem ser

obtidas em Streck (2003) e em Collares (2005). A escarificação foi feita até a profundidade de 0,20m,

com um escarificador de quatro hastes espaçadas em aproximadamente 0,20m.

A semeadura das culturas foi realizada em dezembro de 2004 e, após um mês, em cada parcela

foi coletada uma amostra de solo com estrutura preservada nas camadas de 0-0,05 m; 0,10-0,15 m;

0,20-0,25 m e 0,30-0,35 m, utilizando cilindros metálicos, de diâmetro interno de 0,06 m e altura de 0,05

m, as quais foram utilizadas na determinação da condutividade hidráulica de solo saturado (KθS) (três

leituras por amostra) com o auxílio de um permeâmetro de carga constante, da densidade do solo (DS)

(Blake & Hartge, 1986), da porosidade total (PT), da macro (MA) e da microporosidade (MI) pelo método

da mesa de tensão (Embrapa, 1997).

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Tabela 1 – Especificação dos tratamentos utilizados.

Tratamentos Especificação

PD plantio direto desde o ano de 1989

PDE1 plantio direto escarificado em dezembro de 2004

PDE2 plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e fevereiro de 2004

PDC1 plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro de 2001/2002

PDC2 plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro de 2002/2003

PDC3 plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro de 2001/2002 e 2002/2003

SC preparo convencional do solo (uma aração e duas gradagens)

A resistência do solo à penetração foi obtida utilizando um penetrômetro digital (Remik CP 20,

Ultrasonic Cone Penetrometer), com ponta cônica e ângulo de penetração de 30o com armazenamento

eletrônico de dados a cada 0,015 m de profundidade. A umidade volumétrica do solo foi determinada nas

camadas de 0-0,05; 0,10-0,15; 0,20-0,25 e 0,30-0,35 m.

Nos experimentos com o cultivo do feijoeiro, por um período de aproximadamente 60 dias após a

emergência das culturas (DAE), foi feito o estudo temporal da umidade volumétrica (θ), utilizando-se um

TDR-100, conectado a um medidor e armazenador de dados e hastes metálicas inseridas

horizontalmente ao solo nas profundidades de 0,05 e 0,15 m.

A partir de equações de limite inferior (9261,40896,19929,24 SDRP ××= −θ ) e superior

( SD×+= 0492,01387,0θ ) de umidade ótima para esse solo (Collares, 2005) e de resistência à

penetração (RP) de 2 MPa, avaliou-se a faixa de umidade ótima.

Para a quantificação do rendimento das culturas, coletaram-se três linhas de dois metros de

comprimento (uma repetição por parcela), as quais foram trilhadas e os valores de umidade dos grãos

das culturas corrigidos a 13%.

Área 2

Este experimento foi instalado na área do campo experimental da Agronomia da UNICRUZ, no

município de Cruz Alta, Rio Grande do Sul. O solo foi um Latossolo Vermelho, com 607 g kg-1 de argila,

176 g kg-1 de silte e 217 g kg-1 de areia nos primeiros 0,48 m. A área de 2500 m2 utilizada para o

experimento foi dividida em 9 parcelas iguais de 16,67 x 16,67 m, e vinha sendo cultivada há mais de

seis anos com o sistema de plantio direto, empregando a sucessão de soja ou milho no verão e aveia ou

trigo no inverno.

O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições, e os tratamentos foram

diferenciados em níveis de compactação como plantio direto sobre a condição atual, que reflete o

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histórico das pressões aplicadas pelo manejo de seis anos de plantio direto (PD); plantio direto sobre

área escarificada, que buscou reduzir a compactação atual (PDE); plantio direto sobre compactação

adicional, que visou aumentar o estado de compactação do solo (PDC).

A escarificação foi realizada com um escarificador de sete hastes até uma profundidade de 0,25 m

e, após, efetuou-se o nivelamento superficial do terreno com o uso de uma grade de 36 discos.

A compactação adicional das parcelas foi obtida por quatro passadas de uma pá-carregadeira

articulada, CATERPILAR 966, com rodado de pneus, com massa total de 16,6 Mg. A máquina trafegou

por toda parcela de forma que os pneus comprimissem áreas paralelas entre si, sendo que as passadas

eram sobrepostas as anteriores de forma que toda área fosse igualmente trafegada.

Para a determinação da densidade (DS) (Blake & Hartge, 1986) e macro (MA), microporosidade

(MI) e porosidade total (PT) pelo método da mesa de tensão (Embrapa, 1997), foram coletadas amostras

com estrutura de solo preservada em cilindros metálicos de 0,06 m de diâmetro e 0,05 m de altura, em

seis profundidades: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; 0,15-0,20; 0,20-0,25; 0,25-0,30 m.

A condutividade hidráulica de solo saturado (KθS) foi quantificada com o auxílio de um

permeâmetro de carga constante (três leituras por amostra), utilizando as mesmas amostras na

determinação da densidade e porosidade.

A resistência à penetração foi avaliada com três repetições em cada parcela utilizando um

penetrômetro digital (Remik CP 20, Ultrasonic Cone Penetrometer), com ponta cônica e ângulo de

penetração de 30o e armazenamento eletrônico dos dados a cada 0,015 m de profundidade.

Simultaneamente à determinação da resistência à penetração foi medida a umidade gravimétrica do solo

nas camadas de: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; 0,15-0,20; 0,20-0,25; 0,25-0,30 m.

Para a quantificação do rendimento da cultura da soja, coletaram-se duas linhas de dois metros

de comprimento (duas repetições por parcela), as quais foram trilhadas e os valores de umidade dos

grãos das culturas corrigidos a 13%.

Os resultados foram avaliados a partir do teste que considera a diferença mínima significativa a

5% de probabilidade.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

Área 1

O maior e o menor valor médio KθS e DS foram obtidos, respectivamente, no PD e PDC3 e no

PDC3 e SC. Um menor valor médio de KθS (10,42 mm h-1) esteve associado a uma maior DS (1,82 Mg m-

3) (PDC3) (Tabela 2). No processo de compactação, os poros maiores, responsáveis pela aeração do

solo, tendem a diminuir, sendo substituídos por poros menores (Boone & Veen, 1994), diminuindo por

sua vez a KθS. Osunbitan et al. (2005) revelam que a porosidade total do solo pode não ser o principal

determinante da condutividade hidráulica do solo.

Diferenças nos valores médios de PT, MA e MI podem estar relacionadas à compactação

adicional e as operações de aração e gradagem realizadas na área (Tabela 2).

Analisando-se os contrastes ortogonais, nenhum efeito significativo foi observado para a KθS em

todas as profundidades (Tabelas 3 e 4). O elevado intervalo de variação desse parâmetro (111,50 ≤ CV

≤ 247,91%) influenciou os resultados obtidos. De acordo com Warrich & Nielsen (1980), o coeficiente de

variação da KθS poderá atingir valores maiores do que 420%. Devido à grande variabilidade, Gurovich

(1982) afirmou que é comum não se encontrarem diferenças significativas entre os tratamentos,

corroborando resultados de Lal et al. (1999). Sugere-se, portanto, que esse parâmetro seja analisado

juntamente com outros indicadores para que qualidade do solo seja avaliada.

Tabela 2 - Valores médios de condutividade hidráulica de solo saturado (KθS), densidade do solo (DS),

porosidade total (PT), macro (MA) e microporosidade (MI) na camada de 0,00-0,35 m e rendimento

das culturas nos diferentes tratamentos.

Tratamentos1 KθS DS PT MA MI Rendimento mm h-1 Mg m-3 m3 m-3 kg ha-1 Soja Feijoeiro PD 44,40 1,68 0,32 0,07 0,24 3139 1498 PDE1 14,62 1,71 0,32 0,07 0,25 2978 1848 PDE2 15,14 1,69 0,33 0,08 0,25 - 1395 PDC1 16,11 1,74 0,31 0,06 0,25 - 1251 PDC2 25,44 1,73 0,31 0,07 0,25 - 1488 PDC3 10,42 1,82 0,29 0,06 0,23 2898 - SC 28,22 1,66 0,35 0,10 0,25 2771 1596 1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1= plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDE2 plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004; PDC1= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

Na camada superficial (0,00-0,05 m) não foram observadas diferenças entre tratamentos para os

parâmetros DS e PT. Por outro lado, a MA revelou diferença entre os tratamentos PDE1 e PDC2 e PDE1

13

e SC. A MI foi significativa entre os tratamentos PD e PDC3, PDE1 e PDC2, PDE1e PDC3, PDE1 e SC,

PDC1 e PDC3 e PDC3 e PDE2. O sistema de manejo que recebeu compactação adicional em dois anos

agrícolas (PDC3) apresentou diferenças significativas quando contrastado com outros tratamentos

(Tabela 3).

Na camada de 0,10-0,15 m, de maneira geral, foram observadas diferenças significativas para os

parâmetros DS, PT, MA e MI, entre os tratamentos PD e PC, PDE1 e PC, PDC1 e SC e PDC3 e SC e,

com exceção da MI, diferenças foram obtidas entre PDC2 e PC (Tabela 3). O sistema que recebeu

aração e gradagem (SC) contrastou-se significativamente com praticamente todos os tratamentos,

devido à maior desestruturação causada pelo revolvimento do solo, possibilitando maiores diferenças na

qualidade estrutural.

Tabela 3 - Valor de F e contrastes significativos entre os tratamentos das variáveis: condutividade

hidráulica de solo saturado (KθS), densidade do solo (DS), porosidade total, (PT), macroporosidade (MA)

e microporosidade (MI) nas diferentes camadas.

Contrastes1 KθS DS PT MA MI Camada de 0,00-0,05 m

PD e PDC3 1,05 ns 1,49 ns 3,15 ns 0,00 ns 11,27 ** PDE1 e PDC2 0,51 ns 0,45 ns 0,60 ns 4,68 * 6,09 * PDE1 e PDC3 0,00 ns 0,53 ns 0,94 ns 1,52 ns 15,83 ** PDE11 e SC 0,74 ns 2,32 ns 1,37 ns 7,58 ** 7,53 ** PDC1 e PDC3 0,08 ns 0,36 ns 2,00 ns 0,04 ns 5,01 * PDC3 e PDE2 0,01 ns 0,32 ns 1,56 ns 0,13 ns 8,61 **

Camada de 0,10-0,15 m PD e PDC3 0,87 ns 9,44 ** 0,53 ns 0,36 ns 0,32 ns PD e PDC2 1,20 ns 1,25 ns 0,23 ns 2,92 ns 6,97 * PD e SC 0,02 ns 13,20 ** 21,72 ** 11,47 ** 15,05 ** PDE1 e PDC3 0,00 ns 4,78 * 0,64 ns 0,26 ns 0,59 ns PDE1 e PDC2 0,02 ns 0,12 ns 0,11 ns 2,42 ns 5,07 * PDE1 e SC 1,31 ns 17,37 ** 17,51 ** 10,23 ** 11,04 ** PDC3 e PDE2 0,11 ns 9,11 ** 2,86 ns 1,31 ns 2,39 ns PDC2 e PDC3 0,02 ns 2,55 ns 0,96 ns 0,82 ns 6,85 * PDC3 e SC 0,87 ns 30,94 ** 18,15 ** 10,00 ** 12,32 ** PDC1 e SC 0,97 ns 14,39 ** 13,65 ** 10,00 ** 6,52 * PDE2 e PDC2 0,22 ns 2,02 ns 0,50 ns 4,20 * 1,14 ns PDE2 e SC 0,32 ns 5,09 * 5,80 * 3,64 ns 3,29 ns PDC2 e SC 1,16 ns 14,54 ** 10,14 ** 17,24 ** 0,41 ns 1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PD1= plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004; PDC1= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo. ns = não significativo; ** significativo a 1%; * significativo a 5%.

Foram observadas diferenças significativas de DS, PT e MA na camada de 0,20-0,25 m entre os

tratamentos PDE2 e PDC3, PDC1 e SC, PDC2 e PC e PDC3 e SC. A MI nessa camada foi distinta entre

os tratamentos PD e PDE2, PDE1 e PDC1, PDE1 e PDE2, PDE1 e SC, PDC1 e PDC2, PDC3 e PDE2

14

(Tabela 4). Novamente, os tratamentos que receberam maior revolvimento (PDE1 e SC) possibilitaram

maiores diferenças estruturais do solo em relação aos demais.

Na camada de 0,30-0,35 m, os contrastes entre os tratamentos PD e PDC2, PD e PDC3 e PDE1

e PDC3 apresentaram diferença para as variáveis DS e MA. Analisando-se somente os contrastes

ortogonais da DS, diferenças foram obtidas entre PD e SC, PDC1 e PDC3, PDC3 e PD2 e PD2 e SC. Os

contrastes ortogonais da MI e DS mostraram significância somente entre PD1 e SC. A porosidade total

não revelou diferenças entre os tratamentos (Tabela 4).

Dentre os contrastes ortogonais e variáveis significativas, observou-se que os tratamentos PDC3

e SC, ou seja, o maior e menor nível de compactação foram, de modo geral, os tratamentos que

contrastaram significativamente com os demais. O sistema convencional de preparo (SC) e o sistema de

semeadura direta que recebeu compactação adicional em dois anos agrícolas (PDC3), apresentaram

diferenças notáveis com relação à qualidade estrutural do solo. De acordo com Silva et al. (1994), dentre

as etapas do manejo, o preparo do solo talvez seja a atividade que mais influencia o comportamento

físico do solo, pois atua diretamente na estrutura, podendo causar modificações na porosidade, na

retenção de água e na resistência mecânica à penetração. Silva et al. (2003) observaram que a

intensidade do tráfego do rodado das máquinas agrícolas pode alterar a densidade, a porosidade e a

condutividade hidráulica do solo saturado na profundidade superficial (0,00 - 0,05 m), na profundidade

média de trabalho (0,24 - 0,27 m) e na profundidade de corte dos implementos como arado de discos,

arado de aivecas e grade aradora.

A umidade do solo, no momento da avaliação da RP foi semelhante em todos os tratamentos

(Tabela 5). Apesar disso, a resistência do solo à penetração (RP) apresentou valores superiores a 2 MPa

na camada de aproximadamente 0,05-0,15 m para o tratamento PDC, enquanto resistências

semelhantes e inferiores a 2 MPa foram verificadas no PD e PDE (Figura 1). Taylor et al. (1966)

consideram o valor de 2 MPa como sendo crítico ao desenvolvimento radicular da maioria das culturas.

Quanto à faixa de umidade volumétrica ótima durante o ciclo do feijoeiro, observou-se que o PD

apresentou maior período dentro dessa faixa (Figura 2). De modo geral, a faixa mais estreita de umidade

ótima foi observada no sistema que recebeu compactação adicional, corroborando os resultados de

Collares (2005). Estudos têm evidenciado que a água do solo pode ser incrementada em sistema

semeadura direta pelo efeito da cobertura vegetal na redução da evaporação e no aumento da

armazenagem de água (Stone & Silveira, 1999).

A maior produtividade média da soja e do feijoeiro foi observada, respectivamente, no PD e

PDE1 (Tabela 2). Foi verificado a partir dos contrastes ortogonais diferenças de rendimento somente

15

para a cultura do feijoeiro, entre os tratamentos PDE1 (2978 kg ha-1) e PDCP1 (1251 kg ha-1) e entre

PDE1 e PDE2 (1395 kg ha-1). O estresse hídrico na fase vegetativa pode ter influenciado a produtividade

do feijoeiro. A escarificação na semeadura (PDE1) possibilitou maior rendimento do feijoeiro, porém esse

efeito evidenciou-se no primeiro ano, pois o tratamento com escarificação em fevereiro e dezembro de

2004 (PDE2) apresentou um dos menores rendimentos, o que sugere uma rápida reacomodação das

partículas desse solo.

Tabela 4 - Valor de F e contrastes significativos entre os tratamentos das variáveis: condutividade

hidráulica de solo saturado (KθS), densidade do solo (DS), porosidade total, (PT), macroporosidade

(MA) e microporosidade (MI) na camada de 0,20-0,25 e 0,30-0,35 m.

Contrastes1 KθS DS PT MA MI Camada de 0,20-0,25 m

PD e PDC1 1,22 ns 6,80 * 0,95 ns 4,99 * 4,06 ns PD e PDC3 1,35 ns 21,02 ** 4,09 ns 4,14 * 0,29 ns PD e PDE2 0,87 ns 0,04 ns 1,79 ns 0,09 ns 4,62 * PD e SC 0,98 ns 0,70 ns 10,52 ** 7,88 ** 2,46 ns PDE1 e PDC1 0,37 ns 8,38 ** 1,93 ns 9,61 ** 7,41 * PDE2 e PDC3 0,44 ns 22,65 ** 5,65 * 8,48 ** 0,10 ns PDE1 e PDE2 0,20 ns 0,40 ns 0,63 ns 0,51 ns 8,11 ** PDE1 e PDC2 0,01 ns 3,86 ns 3,02 ns 5,86 * 0,55 ns PDE1 e SC 0,18 ns 0,08 ns 6,10 * 2,17 ns 5,68 * PDC1 e PDC3 0,00 ns 2,61 ns 0,73 ns 0,03 ns 4,34 * PDC3 e PDE2 0,04 ns 12,77 ** 7,53 ** 3,63 ns 4,81 * PDC2 e PDC3 0,46 ns 5,86 * 0,31 ns 0,18 ns 0,13 ns PDC3 e SC 0,08 ns 22,54 ** 18,67 ** 15,96 ** 2,87 ns PDC1 e PDE2 0,02 ns 3,84 ns 3,57 ns 4,27 * 0,01 ns PDC1 e SC 0,05 ns 8,88 ** 11,45 ** 17,41 ** 0,34 ns PDE2 e PDC2 0,24 ns 1,33 ns 4,81 * 2,19 ns 3,34 ns PDC2 e SC 0,22 ns 4,39 * 13,81 * 12,45 ** 1,68 ns

Camada de 0,30-0,35 m PD e PDC2 1,37 ns 4,99 * 2,91 ns 4,65 * 0,08 ns PD e PDC3 1,32 ns 18,29 ** 4,10 ns 4,32 * 0,25 ns PD e SC 1,86 ns 16,78 ** 0,00 ns 1,44 ns 3,65 ns PDE1 e PDC2 0,08 ns 0,78 ns 2,69 ns 4,94 * 0,30 ns PDE1 e PDC3 0,07 ns 7,90 ** 3,77 ns 4,62 * 0,04 ns PDE1 e SC 0,11 ns 5,80 * 0,00 ns 1,76 ns 4,31 * PDC1 e PDC3 0,00 ns 4,22 * 0,93 ns 0,17 ns 1,48 ns PDC3 e PDE2 0,00 ns 8,72 ** 3,73 ns 2,31 ns 1,48 ns PDE2 e SC 0,01 ns 6,67 * 0,09 ns 0,54 ns 0,35 ns 1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004; PDC1= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo. ns = não significativo; ** significativo a 1%; * significativo a 5%.

16

Experimento A Experimento B Experimento C

Figura 1. Resistência do solo à penetração, avaliada a 23 DAE da cultura de soja (Experimento A) e de

feijoeiro (Experimento B e C).

PD = plantio direto (sem compactação adicional); PDE = plantio direto que recebeu escarificação; PDC = plantio direto

com compactação adicional.

Tabela 5 - Umidade volumétrica em diferentes camadas de um Argissolo sob sistemas de manejo.

Tratamentos1 Camadas, m 0 – 0,05 0,10 – 0,15 0,20 – 0,25 0,30 – 0,35 Experimento A

PD 0,222 0,219 0,235 0,228 PDE1 0,210 0,199 0,218 0,238 PDC1 0,165 0,197 0,219 0,230 Experimento B PD 0,197 0,217 0,224 0,230 PDE2 0,201 0,213 0,228 0,238 PDC3 0,200 0,221 0,239 0,247 Experimento C PD 0,210 0,203 0,211 0,223 PDE1 0,222 0,208 0,213 0,219 PDC2 0,186 0,240 0,215 0,225

1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004; PDC1= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo. ns = não significativo; ** significativo a 1%; * significativo a 5%.

0 1 2 3 4 5 6Resistência do solo à penetração (MPa)

0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

Pro

fund

idad

e (m

)

nsns

ns*

**

nsns

nsns

*ns

ns

SDSDESC

SDc

0 1 2 3 4 5 6Resistência do solo à penetração (MPa)

0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

Pro

fund

idad

e (m

)

nsns

nsns

**

*ns

nsnsnsns

ns

SDSDESC

SDc

0 1 2 3 4 5 6Resistência do solo à penetração (MPa)

0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

Pro

fund

idad

e (m

)

nsns

**

***

**

nsns

*ns

SDSDESC

PDc

PD PDE PDC

17

0 10 20 30 40 50DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

PDLimi te superiorLimi te inferior

0 10 20 30 40 50

DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

PDE1Limit e superiorLimit e inferior

0 10 20 30 40 50DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

PDE1Limit e superiorLimit e inferior

0 10 20 30 40 50

DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

PDC1Limite superiorLimite inferior

0 10 20 30 40 50DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

PDC2Limite superiorLimite inferior

0 10 20 30 40 50

DAE

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

θ (m

-3 m

-3)

SCLimite superiorLimite inferior

Figura 2- Limite superior e inferior de umidade volumétrica (θ) ótima para um Argissolo Vermelho distrófico na camada de 0,00-0,20 m, nos diferentes tratamentos1. 1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004; PDC1= plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com 4 passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

18

Área 2

Um maior coeficiente de variação (CV) foi observado para os parâmetros macroporosidade,

condutividade hidráulica de solo saturado e resistência à penetração (RP). O maior CV da RP

possivelmente esteve relacionada com a umidade gravimétrica do solo (Tabela 6).

Houve interação entre os sistemas de manejo e profundidades somente para os parâmetros

físicos densidade e umidade gravimétrica do solo. A camada superficial (0,00-0,05 m) apresentou maior

macroporosidade e porosidade total em relação às demais camadas, em função provavelmente do maior

teor de matéria orgânica e presença de raízes. A microporosidade, a condutividade hidráulica de solo

saturado e o rendimento da cultura não foram influenciados pelos sistemas de manejo e pela

profundidade. Um elevado coeficiente de variação da condutividade hidráulica (288,01%) pode ter

influenciado na igualdade estatística entre os tratamentos para esse parâmetro, corroborando com

estudos de Warrich & Nielsen (1980), Gurovich (1982) e Lal et al. (1999) e com o que foi observado na

área 1 deste estudo. Sugere-se, portanto, que esse parâmetro seja analisado juntamente com outros

indicadores de qualidade do solo (Tabela 7).

Tabela 6 - Momentos estatísticos das variáveis: densidade (Ds), macro (MA) e microporosidade (MI),

porosidade total (PT), umidade gravimétrica (Ug), condutividade hidráulica saturada (KθS), resistência

à penetração (RP) e rendimento de soja de um Latossolo Vermelho.

Variáveis Média Desvio Padrão Mínimo Máximo CV, % Ds, Mg m-3 1,26 0,08 0,93 1,38 6,18 MA, m3 m-3 0,09 0,03 0,03 0,24 32,76 MI, m

3 m-3 0,39 0,02 0,34 0,45 4,65 PT, m3 m-3 0,48 0,02 0,44 0,58 1,76 Ug, kg kg-1 0,29 0,02 0,25 0,34 6,80 KθS, mm h-1 17,90 51,57 0,00 303,21 288,01 RP, MPa 1,57 0,26 0,75 2,20 17,02 Rendimento, kg ha-1 3372,50 384,20 2664,59 4090,25 11,39

O maior valor médio de RP (2,2 MPa) atingiu o valor considerado restritivo para o desenvolvimento

das culturas segundo Taylor et al. (1966). Os maiores resultados de RP foram observados na camada de

aproximadamente 0,08 – 0,15 m (Figura 3) evidenciando o efeito de máquinas agrícolas sobre essa

camada. A escarificação favoreceu os menores valores de RP em comparação ao solo com

compactação adicional (PDC). O PD apresentou, por sua vez, condição intermediária de RP. Não foram

observadas diferenças de rendimentos (P < 0,1391) entre os sistemas: PD (3331,28 kg ha-1), PDE

(3121,18 kg ha-1) e PDC (3665,78 kg ha-1), ou seja, o rendimento de culturas não foi influenciado pelos

sistemas de manejo do solo.

19

Tabela 7 - Densidade (Ds), macro (MA) e microporosidade (MI), porosidade total (PT), umidade

gravimétrica (Ug) e condutividade hidráulica saturada (KθS) de um Latossolo Vermelho.

Camadas, m PD PDE PDC Média Ds, Mg m-3

0 –0,05 1,27 abA 1,20 cAB 1,06 cB 1,18 0,05-0,10 1,36 aA 1,28 abB 1,31 abAB 1,32 0,10-0,15 1,32 aA 1,29 abA 1,33 aA 1,31 0,15-0,20 1,27 abA 1,29 aA 1,31 abA 1,29 0,20-0,25 1,22 bA 1,21 cA 1,25 abA 1,23 0,25-0,30 1,22 bA 1,22 bcA 1,22 bA 1,22

Média 1,25 1,25 1,25 MA, m3 m-3

0 –0,05 0,09 0,13 0,17 0,13 A 0,05-0,10 0,07 0,10 0,08 0,08 B 0,10-0,15 0,08 0,09 0,06 0,08 B 0,15-0,20 0,09 0,08 0,09 0,09 B 0,20-0,25 0,09 0,10 0,10 0,10 B 0,25-0,30 0,08 0,09 0,09 0,09 B

Média 0,09 a 0,10 a 0,09 a MI, m3 m-3

0 –0,05 0,39 0,37 0,36 0,37 A 0,05-0,10 0,38 0,37 0,38 0,38 A 0,10-0,15 0,38 0,37 0,41 0,39 A 0,15-0,20 0,39 0,39 0,40 0,39 A 0,20-0,25 0,39 0,39 0,39 0,39 A 0,25-0,30 0,40 0,40 0,39 0,40 A

Média 0,39 a 0,38 a 0,39 a PT, m3 m-3

0 –0,05 0,48 0,51 0,53 0,51 A 0,05-0,10 0,46 0,48 0,46 0,47 D 0,10-0,15 0,46 0,47 0,48 0,47 CD 0,15-0,20 0,48 0,47 0,49 0,48 BCD 0,20-0,25 0,49 0,49 0,49 0,49 B 0,25-0,30 0,49 0,48 0,49 0,49 BC

Média 0,48 a 0,48 a 0,49 a Ug, kg kg-1

0 –0,05 0,29 bB 0,29 bcB 0,33 aA 0,30 0,05-0,10 0,26 cA 0,28 cA 0,28 bcA 0,27 0,10-0,15 0,27 cA 0,27 cA 0,27 cA 0,27 0,15-0,20 0,29 bA 0,28 cAB 0,28 bcB 0,28 0,20-0,25 0,31 aA 0,30 abA 0,29 bcA 0,30 0,25-0,30 0,32 aA 0,31 aA 0,30 abA 0,31

Média 0,29 0,29 0,29 KθS, mm h-1

0 –0,05 115,34 6,69 49,09 57,04 A 0,05-0,10 68,51 0,30 13,32 27,38 A 0,10-0,15 1,29 10,37 41,06 17,57 A 0,15-0,20 0,00 0,47 3,54 1,34 A 0,20-0,25 0,00 1,39 1,69 1,02 A 0,25-0,30 0,00 1,98 7,20 3,06 A

Média 30,85 a 3,53 a 19,32 a 1PD = plantio direto (sem compactação adicional); PDE = plantio direto que recebeu escarificação; PDC = plantio direto com compactação adicional. Médias seguidas pela mesma letra minúscula na linha e maiúsculas na coluna não diferem entre si pelo teste que considera a diferença mínima significativa a P < 0,05.

20

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

RP, MPa

Pro

fun

dida

de,

m

PDPDEPDC

Figura 3 – Resistência à penetração de um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo.

1PD = plantio direto (sem compactação adicional); PDE = plantio direto que recebeu escarificação; PDC = plantio direto com compactação adicional.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39

Ug, kg kg-1

Pro

fun

dida

de,

m

PD

PDE

PDC

Figura 4 - Umidade gravimétrica de um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo.

1PD = plantio direto (sem compactação adicional); PDE = plantio direto que recebeu escarificação; PDC = plantio direto com compactação adicional.

CONCLUSÕES

Área 1

As maiores alterações na qualidade físico-hídrica foram observadas no sistema convencional de

preparo e no sistema semeadura direta que recebeu compactação adicional em dois anos agrícolas. O

plantio direto apresentou as melhores condições físico-hídricas e permaneceu por maior período dentro

da faixa de umidade volumétrica considerada ótima para o desenvolvimento das culturas. A

condutividade hidráulica de solo saturado não apresentou diferença entre os tratamentos. O sistema de

semeadura direta com compactação adicional apresentou maiores valores de resistência à penetração.

21

O rendimento da soja não foi influenciado pelos tratamentos, enquanto que a escarificação foi favorável

ao rendimento do feijoeiro.

Área 2

A microporosidade, a condutividade hidráulica de solo saturado e o rendimento da cultura não

foram influenciados pelos sistemas de manejo. Nas condições desse estudo, a resistência do solo à

penetração atingiu valor considerado restritivo ao desenvolvimento das plantas.

CAPITULO 2

COMPRESSIBILIDADE DE UM ARGISSOLO2 E DE UM LATOSSOLO SOB PLANTIO DIRETO

ESCARIFICADO E COMPACTADO

INTRODUÇÃO

A caracterização do processo de compressão contribui para definir ações do manejo que evitem ou

minimizem a degradação da qualidade física dos solos. Indicadores relacionados à compressibilidade,

obtidos a partir da curva de compressão uniaxial, têm sido reconhecidos e utilizados para estabelecer

condições adequadas ao desenvolvimento das plantas (Mosaddeghi et al, 2003). A pressão de

preconsolidação é um indicador da pressão máxima exercida (Salire et al., 1994) e da capacidade de

suporte de carga com vistas à prevenção da compactação adicional do solo (Lebert & Horn, 1991; Dias

Junior & Pierce, 1995). O índice de compressão representa a susceptibilidade do solo à compactação

(Larson et al., 1980; Silva et al., 2000).

A modelagem tem apresentado potencialidade para o entendimento do processo de compressão.

Estudos sobre a reta de compressão virgem para diferentes solos e teores de água foram desenvolvidos por

Larson et al. (1980). Os autores apresentaram curvas de compressão uniaxial e avaliaram a susceptibilidade

à compactação de oito tipos de solos com variação no teor de água e argila. Um modelo não linear para

determinar a pressão máxima que o solo pode suportar sem sofrer compactação adicional, baseando-se em

diferentes teores de água, foi desenvolvido por Dias Junior & Pierce (1995). Kondo (1998) utilizando o

mesmo modelo, em Latossolos, demonstrou que a compressibilidade é influenciada por diferentes sistemas

de manejo. Kondo & Dias Junior (1999) avaliaram a pressão de preconsolidação em Latossolos sob

diferentes teores de água do solo, sob cultura anual, mata e pastagem. Silva et al. (2000) testaram modelos

em dois tipos de solos e manejos para estimar a pressão de preconsolidação e o índice de compressão. Os

autores concluíram que existe dependência da densidade inicial e dos graus de saturação de água na

compressibilidade do solo, corroborando os resultados de Kondo & Dias Junior (1999). Imhoff et al. (2004),

empregando amostras de Latossolos, com ampla variação de textura em uma toposseqüência sob cultivo de

cana de açúcar, apresentaram um modelo que incorpora o efeito do teor de água, argila e densidade na

pressão de preconsolidação do solo. .

2 Artigo submetido à Ciência Rural, v.36, n.6, 2006 (no prelo).

23

Em sistemas mecanizados, o conhecimento dos valores da capacidade de suporte de carga e da

susceptibilidade à compactação pode auxiliar na escolha de máquinas que exerçam menores pressões e na

redução do impacto causado à qualidade estrutural de solos agrícolas (Kondo & Dias Junior, 1999;

Mosaddeghi et al., 2003). Nesse sentido, testou-se a hipótese de que a compressibilidade do solo é alterada

por sistemas de manejo e intensidade de tráfego. O objetivo foi avaliar o efeito da intensidade do tráfego de

máquinas agrícolas na compressibilidade de um Argissolo Vermelho distrófico arênico e de um Latossolo

Vermelho sob plantio direto escarificado e compactado.

MATERIAL E MÉTODOS3

Área 1

Em área sob plantio direto desde 1989, foram testados os tratamentos: PD = plantio direto desde o

ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e fevereiro de 2004; PDE2 = plantio

direto escarificado em dezembro de 2004; PDC1, PDC2 e PDC3 = plantio direto com quatro passadas de

máquina com massa total de aproximadamente 10Mg em dezembro, respectivamente para os anos

agrícolas 2001/2002, 2002/2003 e 2001/2002 - 2002/2003. Foram comparados no experimento A, os

tratamentos PDC3, PD e PDE2, no experimento B, os tratamentos PDC1, PD e PDE1 e no experimento C,

os tratamentos PDC2, PD e PDE2.

Em maio de 2005, foi feita a amostragem de solo com estrutura preservada na camada de 0,08 a

0,13m, com cilindros metálicos (0,025m de altura e 0,061m de diâmetro interno). As amostras foram

saturadas em água por 24 horas e equilibradas a tensão de 33kPa em câmaras de pressão (Klute, 1986).

Após o equilíbrio, foram submetidas ao teste de compressão uniaxial utilizando-se um consolidômetro S-450

Terraload (Durham Geo- Interprises). O ensaio consistiu na aplicação sucessiva e contínua de pressões

(12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600kPa), por cinco minutos, período suficiente para atingir 99% da

deformação máxima (Silva et al., 2000). Após esse ensaio, as amostras foram colocadas em estufa para

secagem a 105oC por 24 horas, e a partir da massa seca e do volume do solo, foi determinada a densidade

(Ds) (Blake & Hartge, 1986) para cada pressão aplicada. Baseado nesses valores, foi feita a curva de

compressão uniaxial (medida) para cada amostra, que consistiu na relação entre o logaritmo da pressão

aplicada (log σ) (eixo x) e a Ds (eixo y). Por meio de ajuste manual (método 2) e com auxílio do programa

3 Detalhes das áreas 1 e 2 encontram-se no Capitulo 1.

24

computacional Compress (Reinert et al., 2003) foram obtidos os valores de pressão de preconsolidação (σP)

e do índice de compressão do solo (σlogd

dDsIC = ) (Casagrande, 1936). Em cada experimento, os valores

de Ds, σP e IC foram submetidos à análise de variância e comparados pelo teste que considera a diferença

mínima significativa a 5% .

Paralelamente, o modelo não linear proposto por McNabb & Boersma (1993) foi utilizado para

ajustar as curvas de compressão medidas e modelar o processo de compactação. Para isso, utilizou-se a

equação: ( ) ( ) ( )σδσδ dc ecbaDsDs −−×++−= 1lnln 0 , onde: ln Ds é o logaritmo natural da densidade

do solo (Mg m-3), Ds0 é a densidade estimada a 0kPa (Mg m-3), Dsi é a densidade inicial (Mg m-3), Dsimédia:

densidade inicial média (Mg m-3), média

ii Dsi

Ds=δ , σ é a pressão aplicada (kPa), ( ) 01 Dsic ×−= δδ (Mg m-3)

e a, b e c são parâmetros do modelo que descrevem a forma da curva de compressão.

Área 2

Em abril de 2006, foi feita a amostragem de solo com estrutura preservada na camada de 0,08 a

0,13m, com cilindros metálicos (0,025m de altura e 0,061m de diâmetro interno). A avaliação da

compressibilidade do solo seguiu o mesmo procedimento descrito anteriormente na área 1. Os valores de

Ds, σP e IC foram submetidos à análise de variância e comparados pelo teste que considera a diferença

mínima significativa a 5% .

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Área 1

Níveis de compactação diferenciados condicionaram variação nos valores de densidade inicial (Ds)

(Tabela 1). A Figura 1 mostra o comportamento dos parâmetros físicos do solo empregados no presente

estudo. Houve diferenças de Ds entre os sistemas de manejo nos experimentos A e C (Figura 1). O sistema

plantio direto que recebeu compactação adicional (PDC2 e PDC3) apresentou os maiores valores de Ds,

não diferindo do solo sob PD (experimento A) e do sistema que recebeu escarificação (PDE2) (experimento

C). O efeito significativo da compactação sobre a Ds também foi observado por Secco et al. (2004) em um

Latossolo sob plantio direto.

25

Considerando que tratores agrícolas exercem ao solo pressões de 70 a 350kPa (Soane, 1986), o

intervalo de variação da pressão de preconsolidação dos três experimentos (73 < σp < 288kPa) (Tabela 1)

concorda com valores de pressões de máquinas agrícolas exercidas ao solo.

A σp, que representa a capacidade de suporte de carga do solo, não apresentou tendência em ser

influenciada por níveis de compactação (Figura 1), corroborando os resultados apresentados por Silva et al.

(2002a), para um Latossolo Vermelho distrófico. Observou-se que a σp não foi dependente da densidade do

solo (P < 0,9480), corroborando com Mosaddeghi et al. (2003). Porém, (Silva et al., 2002a; Imhoff et al.,

2004) indicam que a σp é influenciada pela Ds. Salire et al. (1994) e Alexandrou & Earl (1998) apresentaram

uma relação linear e positiva entre a σp e a Ds, ou seja, menores valores de densidade estiveram associados

à menor capacidade de suporte de carga. Silva et al. (2002a), considerando intervalos diferenciados de Ds,

observaram menores valores médios de σp para densidades menores, em um mesmo tipo de solo sob

plantio direto. Esse fato está associado ao teor de umidade ou ao grau de saturação das amostras utilizadas

(50-80%) em relação ao deste estudo (31-50%). Silva et al. (2002b) observaram valores médios

semelhantes de σp quando utilizaram amostras com grau de saturação na faixa de 31 a 60%, para um

mesmo tipo de solo e sistema de manejo.

O valor médio de índice de compressão foi semelhante ao de Lima et al. (2004), fato que pode ser

explicado por esses solos apresentarem textura semelhante (Tabela 1). Observaram-se diferenças

significativas de IC nos experimentos A e C (Figura 1). O IC do PD e do PDE2 foram semelhantes

(experimentos A e C), ou seja, considerando que o IC seja a facilidade com que um determinado solo

aumenta de DS quando submetido a um aumento de pressão aplicada (Smith et al., 1997), menores níveis

de compactação condicionarão maior susceptibilidade do solo à degradação estrutural nesses sistemas.

Relações negativas entre IC e Ds foram apresentadas por Smith et al. (1997). No presente estudo,

valores de IC entre os sistemas de manejo também estiveram relacionados negativamente à Ds no

experimento A (F = 104,41; P < 0,0001; R2 = 0,90), B (F = 32,30; P < 0,0007; R2 = 0,80) e C (F = 205,19; P <

0,0001; R2 = 0,96).

Pelo conhecimento do índice de compressão é possível prever mudanças na relação ar-água-matriz

quando determinada pressão externa é exercida ao solo e, por sua vez, condições mais adequadas ao

crescimento das plantas (Gupta & Allmaras, 1987). De modo geral, o sistema que recebeu compactação

26

adicional apresentou a menor susceptibilidade do solo à compactação em comparação aos demais

tratamentos.

Tabela 1 - Parâmetros das variáveis analisadas. Variáveis (1) Média Desvio padrão Mínimo Máximo CV (%)

Experimento A Ug 0,096 0,006 0,085 0,104 6,852 Ds 1,61 0,09 1,41 1,71 5,66 σp 151,7 52,6 73,4 288,2 34,7 IC 0,190 0,059 0,130 0,340 31,419 Experimento B

Ug 0,093 0,005 0,086 0,099 4,938 Ds 1,62 0,07 1,51 1,74 4,53 σp 149,6 31,0 103,8 195,9 20,7 IC 0,183 0,057 0,120 0,290 31,215 Experimento C

Ug 0,088 0,006 0,077 0,094 6,472 Ds 1,61 0,09 1,48 1,75 5,94 σp 153,1 29,7 121,2 203,9 19,4 IC 0,181 0,0816 0,090 0,300 45,063

(1)Ug = umidade gravimétrica (kg kg-1); Ds = densidade inicial do solo (Mg m-3); σp = pressão de preconsolidação (kPa) e IC =

índice de compressão do solo.

A partir dos valores medidos e dos parâmetros do modelo de McNabb & Boersma (1993) (Tabela 2)

foram construídas, respectivamente, as curvas de compressão medidas e estimadas para cada tratamento e

experimento (Figura 2). As curvas de compressão refletiram diferenças no processo de compactação dos

solos. Apesar de no experimento B, não serem observadas diferenças nos valores de densidade inicial, o

solo que recebeu escarificação (PDE1) apresentou tendência na diminuição de Ds em relação aos demais

tratamentos (PD e PDC1). Os resultados indicam que a utilização contínua do sistema PD poderá compactar

camadas do solo, corroborando afirmações de Stone et al. (2002) e Tormena et al. (1998).

A Ds e o IC foram os parâmetros mais sensíveis e consistentes para detectar alterações na estrutura

do solo. A compactação pode modificar a estrutura, a forma e a continuidade dos poros, reduzindo

principalmente a porosidade do solo, com reflexos negativos na produtividade agrícola. A compactação é

dependente do teor de matéria orgânica, umidade, mineralogia do solo, tipo, quantidade e duração da

pressão aplicada (Voorhees, 1992), dimensões e pressão de inflação dos pneus (Soane et al., 1981).

Diferentes valores de pressão pneumática têm sido recomendados (Alakukku et al., 2003).

27

Experimento A Experimento B Experimento C (a1) (b1) (c1)

PDC3 PD PDE21,40

1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

DS, M

g m

-3

Sistemas de manejo

PDC1 PD PDE11,40

1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

DS, M

g m

-3

Sistemas de manejo

PDC2 PD PDE21,40

1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

DS, M

g m

-3

Sistemas de manejo

(a2) (b2) (c2)

PDC3 PD PDE260

80

100

120

140

160

180

200

220

σ P, kP

a

Sistemas de manejo

PDC1 PD PDE160

80

100

120

140

160

180

200

220

σ P, kP

a

Sistemas de manejo

PDC2 PD PDE280

100

120

140

160

180

200

220

σ P, kP

aSistemas de manejo

(a3) (b3) (c3)

PDC3 PD PDE20,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

IC

Sistemas de manejo

PDC1 PD PDE10,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

IC

Sistemas de manejo

PDC2 PD PDE20,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

IC

Sistemas de manejo

Figura 1 – Densidade inicial (Ds), capacidade de suporte de carga (σp) e índice de compressão (IC) de um

Argissolo Vermelho distrófico arênico sob sistemas de manejo1 nos experimentos (a1, a2, a3) A, (b1, b2,

b3) B e (c1, c2, c3) C.

1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em fevereiro de 2002 e dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDC1 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003.

Sugere-se que valores de pressão superiores a 153kPa (Figuras 2a, 2b e 2c), podem implicar em

condições favoráveis ao tráfego e inadequadas para o crescimento das raízes nessa área. Contudo, Horn &

28

Fleige (2003) consideram esse valor extremamente alto. Por outro lado, Kanali et al. (1997) indicam que a

compactação pode ser crítica ao desenvolvimento das culturas a valores superiores a 121,5kPa para solos

franco arenosos, com umidade e densidade média, respectivamente, de 0,23g kg-1 e 1,40Mg m-3. Por outro

lado, Soane et al. (1981) indicaram pressões inferiores à 200kPa e, preferencialmente, a 100kPa para um

efetivo controle e redução da compactação do solo. Observou-se que o modelo de McNabb & Boersma

(1993) explicou significativamente a densidade do solo nos sistemas de manejo avaliados (Tabela 2). A partir

dos valores médios, plotou-se a relação entre a densidade medida e a estimada (Ds est) a cada pressão

aplicada (P) (Figura 2d).

Tabela 2 - Parâmetros do modelo ( ) ( ) ( )σδσδ d

c ecbaDsDs −−×++−= 1lnln 0 de um Argissolo

Vermelho distrófico arênico sob sistemas de manejo1 dos experimentos A, B e C.

Parâmetros Valor estimado Erro Padrão Valor estimado Erro Padrão Valor

estimado Erro Padrão Experimento A Experimento B Experimento C PD1 PD4 PD7

0Ds 1,594 0,001 1,645 0,002 1,536 0,003

a -0,072 0,005 -0,049 0,004 -0,189 0,047 b -0,047 0,004 -0,046 0,004 -0,002 0,022 c 4,472 0,516 6,681 1,052 1,509 0,442 d 0,206 0,045 1,325 0,254 0,542 0,077 PDE22 PDE15 PDE28

0Ds 1.546 0,003 1,555 0,004 1,589 0,008

a -0,126 0,011 -0,109 0,028 -0,163 0,120 b -0,039 0,007 -0,041 0,017 -0,001 0,059 c 3,104 0,352 2,797 0,900 1,671 1,488 d 0,593 0,026 0,472 0,067 0,498 0,215 PDC33 PDC16 PDC29

0Ds 1,695 0,005 1,649 0,002 1,716 0,002

a -0,064 0,01 -0,161 0,049 -0,038 0,004 b -0,033 0,008 0,007 0,021 -0,028 0,003 c 5,311 1,579 1,234 0,426 5,668 0,937 d -0,102 0,274 0,416 0,075 0,119 0,038

ln Ds é o logaritmo natural da densidade do solo (Mg m-3), Ds0 é a densidade estimada a 0 kPa (Mg m-3), Dsi é a densidade

inicial (Mg m-3), Dsimédia: densidade inicial média (Mg m-3), média

ii Dsi

Ds=δ , σ é a pressão aplicada (kPa),

( ) 01 Dsic ×−= δδ (Mg m-3) e a, b e c são parâmetros do modelo que descrevem a forma da curva de compressão. 1PD =

plantio direto desde o ano de 1989 (F = 10445,3; P < 0,0001; R2 = 0,99); 2PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004 (F = 6154,19; P < 0,0001; R2 = 0,99) e 3PDC3 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 (F = 884,65; P < 0,0001; R2 = 0,96). 4PD = plantio direto desde o ano de 1989 (F = 3377,60; P < 0,0001; R2 = 0,99); 5PDE1 = plantio direto escarificado em dezembro de 2002 e 2004 (F = 1987,09; P < 0,0001; R2 = 0,99); 6PDC1 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro no ano agrícola 2001/2002 (F = 5299,03; P < 0,0001; R2 = 0,99). 7PD = plantio direto desde o ano de 1989 (F = 4312,60; P < 0,0001; R2 = 0,99); 8PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004 (F = 457,58; P < 0,0001; R2 = 0,95) e 9PDC2 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro no ano agrícola 2002/2003 (F = 4065,64; P < 0,0001; R2 = 0,99).

29

(a) (b) (c)

10 100 10002,0

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

DS, M

g m

-3

Pressão aplicada, kPa

PD medida PD estimada PDE2 medida PDE2 estimada PDC3 medida PDC3 estimada

σP

10 100 10002,0

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

DS, M

g m

-3Pressão aplicada, kPa

PD medida PD estimada PDE1 medida PDE1 estimada PDC1 medida PDC1 estimada

σP

10 100 10002,0

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

DS, M

g m

-3

Pressão aplicada, kPa

PD medida PD estimada PDE2 medida PDE2 estimada PDC2 medida PDC2 estimada

σP

(d)

0 kPa

300 kPa

600 kPa

900 kPa

1200 kPa

Figura 2 – Curvas de compressão uniaxial medidas e estimadas pelo modelo de McNabb & Boersma (1993)

de um Argissolo Vermelho distrófico arênico sob sistemas de manejo1 nos experimentos (a) A, (b) B e (c)

C e (d) densidade estimada pelo modelo de McNabb & Boersma (1993) (DS est) em relação à densidade

medida (DS) e a pressão aplicada (P, kPa).

1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em fevereiro de 2002 e dezembro de 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDC1 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg em dezembro do ano agrícola 2002/2003; PDC3 = plantio direto com quatro passadas de máquina de 10 Mg no em dezembro do ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003.

30

O modelo é de grande utilidade, uma vez que a densidade após o solo sofrer uma pressão pode ser

estimada a partir do conhecimento da densidade inicial e das pressões a que o solo será submetido. A

inclusão dos valores da pressão de preconsolidação no modelo possibilita determinar o valor de densidade

que poderá causar a compactação adicional. Além disso, pode-se prever a pressão a que o solo foi

submetido conhecendo-se a densidade inicial e a obtida quando uma pressão é exercida sob um

determinado tipo de solo (Figura 2d). Pelo conhecimento da pressão de preconsolidação, pode-se monitorar

o tipo de tráfego, de maquinário e sistema a ser implantado em uma área agrícola. O modelo testado tem

relevância na estimativa do grau de degradação estrutural do solo e como base de decisão na escolha de

máquinas agrícolas a serem utilizadas.

Área 2

Os momentos estatísticos das variáveis analisadas estão apresentados na Tabela 3. Verificou-se

maior variação para os parâmetros capacidade de suporte de carga e índice de compressão do solo,

possivelmente relacionado aos sistemas de manejos impostos ao solo.

O maior valor de densidade do solo foi observado nos sistemas PD e PDE que por sua vez diferiu do

PDC (Figura 3a). Esses valores se traduziram na capacidade de suporte de carga e na susceptibilidade do

solo à compactação (Figuras 3b e 3c), ou seja, solos geralmente com menor densidade apresentam maior

índice de compressão e menor pressão de preconsolidação.

Dentre os parâmetros analisados, a densidade (F= 8,08) foi mais sensível para detectar mudanças

relacionadas ao manejo do solo.

Tabela 3 - Parâmetros das variáveis analisadas.

Variáveis (1) Média Desvio padrão Mínimo Máximo CV (%) Ug 0,25 0,008 0,22 0,26 3,17 Ds 1,35 0,11 1,09 1,54 7,96 σp 43,06 12,99 18,90 61,20 30,17 IC 0,28 0,07 0,17 0,43 24,54

(1)Ug = umidade gravimétrica (kg kg-1); Ds = densidade inicial do solo (Mg m-3); σp = pressão de preconsolidação (kPa) e

IC = índice de compressão do solo.

31

a) b) c)

PDC PD PDE1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

1,50

DS, M

g m

-3

Sistemas de manejo

PDC PD PDE220

30

40

50

60

σ P, kP

aSistemas de manejo

PDC PD PDE0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

IC

Sistemas de manejo

Figura 3 – Densidade inicial (Ds) (a), capacidade de suporte de carga (σp) (b) e índice de compressão (IC)

(c) de um Latossolo Vermelho sob sistemas de manejo1.

1PDC = sistema de semeadura direta com compactação adicional; PD = sistema de semeadura direta (sem compactação

adicional) e PDE = sistema semeadura direta que recebeu escarificação.

CONCLUSÕES

Área 1

No sistema de plantio direto sob compactação adicional foram obtidos maiores e menores valores

respectivamente, de densidade e índice de compressão do solo. A densidade e o índice de compressão do

solo são parâmetros consistentes e sensíveis para detectar alterações na estrutura do solo. O modelo não

linear (McNabb & Boersma, 1993) é uma ferramenta potencial para determinação da densidade do solo sob

plantio direto, a partir da densidade inicial e das pressões aplicadas ao solo.

Área 2

No sistema de plantio direto sob compactação adicional foram obtidos menores e maiores valores

respectivamente, de densidade e índice de compressão do solo. A densidade e o índice de compressão do

solo são parâmetros consistentes e sensíveis para detectar alterações na estrutura do solo.

CAPITULO 3

CRESCIMENTO E RENDIMENTO DE CULTURAS EM UM ARGISSOLO VERMELHO DISTRÓFICO SOB

NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO

INTRODUÇÃO

O solo condiciona, por meio de suas propriedades físicas, o crescimento das raízes das plantas e,

decorrente disso, a produtividade das culturas. A adoção de diferentes práticas de manejo tem sido utilizada

buscando incrementar a produtividade. No entanto, o solo pode perder sua qualidade física decorrente do

processo de compactação.

A compactação é dependente da pressão exercida sob o solo. Veículos que exercem alta pressão

no solo causam degradação e reduzem o rendimento de culturas (Hakansson et al., 1988). A compactação

afeta diferentemente diversos parâmetros físicos, químicos e biológicos e funções do solo. Alterações na

estrutura do solo devido à compactação influenciam a resistência à penetração e o fluxo de gás, de água e

de calor, podendo afetar raízes, o crescimento de plântulas e, conseqüentemente a produtividade de

culturas.

Para avaliar o impacto das práticas de manejo é necessário quantificar as modificações na estrutura

do solo. A resistência à penetração é um parâmetro freqüentemente utilizado para avaliar a compactação, a

estrutura e, por sua vez, o crescimento radicular. Os sistemas de preparo do solo podem afetar a resistência

à penetração (Prado et al., 2001; Yavuzcan et al., 2002). Aumentos na resistência à penetração diminuem a

elongação e o crescimento radicular (Lipiec & Hatano, 2003). Quanto maior a resistência à penetração,

maior é a quantidade de energia necessária para o desenvolvimento da raiz (Chen et al., 2005).

Botta et al. (2004) estudaram o efeito de diferentes intensidades de tráfego nas propriedades físicas

do solo e no rendimento da soja, concluindo que a resistência à penetração foi um indicador adequado na

estimativa da compactação do solo. Um aumento na intensidade de trafego foi responsável pela redução do

rendimento da soja. Abu-Hamdeh (2003) estudaram os efeitos da compactação do solo e subsolagem no

crescimento do milho e concluíram que foram influenciados significativamente a altura e rendimento da

planta. Hamza & Anderson (2005) sugeriram algumas práticas para prevenir a compactação

do solo, como a rotação de culturas, a redução da pressão, pela diminuição da carga aplicada por máquinas

agrícolas e, ou aumento da área de contato do rodado solo, confinando o tráfego a áreas restritas.

Existe a necessidade de um melhor entendimento das alterações dos parâmetros físicos do solo

impostas por sistemas de manejo e do impacto dessas alterações no desenvolvimento e rendimento das

culturas. O objetivo desse estudo foi avaliar a resistência à penetração e sua relação com o crescimento e

rendimento das culturas de soja e feijão em um Argissolo Vermelho distrófico arênico sob sistema de

semeadura direta e níveis de compactação.

MATERIAL E MÉTODOS3

Foram testados os tratamentos: PD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; PDE1 =

sistema de semeadura direta escarificado em 2002 e fevereiro de 2004; PDE2 = sistema de semeadura

direta escarificado em dezembro de 2004; PDC1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de

máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; PDC2 = sistema de semeadura direta com

quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; PDC3 = sistema de

semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg nos anos agrícolas de

2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo (uma aração e duas gradagens).

No ano agrícola 2004/2005 foi determinada, para ambas as culturas, o índice de velocidade de

emergência (IVEM), numa contagem de plântulas emergidas em intervalo de dois dias, utilizando

metodologia de Propinigs (1985). Aos 21, 27, 39, 46 e 56 dias após a semeadura (DAS) da soja e aos 20,

26, 38, 45 e 55 DAS do feijão, foram quantificados o índice de área foliar (IAF) e altura (AP) de ambas a

culturas.

O IAF foi obtido pela relação entre a área foliar fotossinteticamente ativa e a área superficial do solo

ocupada pela planta. A AF foi medida pelo comprimento e largura de cada folha. Foram coletados no início

do desenvolvimento das culturas, trinta trifólios em diferentes estágios de desenvolvimento com a finalidade

de estabelecer uma relação entre a área foliar observada no campo e a real. A área foliar real foi

determinada com o auxílio de uma mesa digitalizadora (Summagraphics Summagrid IV) acoplada a um

microcomputador e do software CR-Siter 2.5.

3Detalhes da área 1 encontram-se no Capitulo 1.

34

Estimou-se uma equação de regressão linear que melhor representou a relação entre a área foliar

observada e a real. As equações de regressão linear obtidas respectivamente para as culturas da soja e

feijoeiro foram: y = 0,726x + 0,029 (R2 = 0,99) e y = 0,561 + 0,095 (R2 = 0,98). A AP foi medida pela distância

entre a superfície do solo e o último nó da haste principal da planta.

No florescimento, foram avaliados o crescimento radicular e a resistência do solo à penetração (RP).

A avaliação do crescimento radicular das culturas foi realizada pelo método do perfil cultural, descrito por

Böhm (1979), utilizando-se um quadro de 0,50 m de largura e 0,30 m de altura, com malha de 0,05 m e 0,05

m. A RP foi avaliada quando a umidade gravimétrica foi de, aproximadamente, 0,12 kg kg-1, utilizando um

penetrômetro digital (Remik CP 20, Ultrasonic Cone Penetrometer), com ponta cônica e ângulo de

penetração de 30o e armazenamento eletrônico dos dados a cada 0,015 m de profundidade. A RP foi

efetuada na linha e a cada 0,10; 0,20 e 0,30 m para a esquerda e para a direita da linha de semeadura, na

camada de 0,06-0,15 m. Para a quantificação do rendimento das culturas, coletaram-se três linhas de dois

metros de comprimento, as quais foram trilhadas e os valores de umidade dos grãos das culturas corrigidos

a 13%.

Os resultados foram avaliados por contrastes ortogonais e por regressões não lineares.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os contrastes ortogonais (Tabela 1) indicaram diferenças nos valores médios de IVEM da cultura da

soja (Figura 1a). O IVEM do PD contrastou significativamente com o PDC3 e SC. Além disso, o IVEM do

PDE2 contrastou significativamente com o SC. Menores valores de IVEM foram proporcionados pelo sistema

que utilizou revolvimento no preparo do solo (aração e gradagem) (SC). O melhor contato solo-semente na

semeadura da soja contribuiu para o maior IVEM apresentado pelo SD. O revolvimento pode deixar o solo

muito solto e com agregados maiores, dificultando o contato solo-semente. Solos sob semeadura direta

podem ainda apresentar maior capacidade de armazenar água, proporcionada pela cobertura ou proteção

da palha na superfície do solo, e, menor variação de temperatura, favorecendo a germinação da semente.

Considerando-se os valores médios de IVEM da cultura do feijão (Figura 1b), observou-se que o maior

valor de IVEM, obtido no PDC1, contrastou significativamente com PD, SC e PDE2 (Tabela 1). A emergência

da cultura do feijão parece ter sido favorecida pela compactação adicional, enquanto que a escarificação,

deixando o solo mais solto, proporcionou condições inadequadas para o desenvolvimento dessa cultura. De

35

maneira geral, e semelhante à cultura da soja, os manejos que envolveram gradagem e escarificação tiveram

menor IVEM quando comparado à ausência de revolvimento do solo.

Considerando-se o último período de avaliação das culturas (55 e 56 DAS, respectivamente para as

culturas de feijão e soja), verificou-se que não houve diferenças significativas dos valores médios (Figuras

2a, 3a e 4a) e contrastes para o IAF, AP e o rendimento da soja nos tratamentos testados (Tabela 1). Secco

et al. (2004) concluíram que o rendimento de grãos de seis cultivares de soja, em um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob sistema de semeadura direta, não foi influenciada por níveis diferenciados de

compactação. No entanto, o valor médio de IAF do feijão no SC (Figura 2b) contrastou com PD, PDE1,

PDE2, PDC1 e PDC2 (Tabela1), evidenciando que o revolvimento do solo proporcionado pelo sistema de

manejo convencional favoreceu uma maior área foliar quando comparado aos tratamentos que receberam

escarificação e compactação adicional. Quanto à altura do feijão, o valor médio obtido no SC (Figura 3b) foi

contrastado com PDE2 e PDC1 (Tabela 1). Com relação ao rendimento do feijão (Figura 4b) foram

apresentadas diferenças significativas no PDE2 versus PDE1 e PDC1 (Tabela 1).

De maneira geral, a evolução temporal dos valores médios de IAF e altura do feijão no SC indicou

uma tendência superior aos demais tratamentos (Figuras 2b e 3b). Para um adequado crescimento, as

plantas necessitam de uma estrutura que possibilite uma área de contato entre as raízes e o solo, que

assegure a obtenção de água e nutrientes e suficiente espaço poroso para o fornecimento adequado de

oxigênio. A compactação, ao causar modificações na estrutura do solo, pode limitar a adsorção e a absorção

de nutrientes, a infiltração e a distribuição de água e, por sua vez, resultar em problemas no estabelecimento

e no crescimento de raízes (Greacen & Sands, 1980; Lhotský et al, 1991; Flowers & Lal, 1998). A

compactação do solo pode influenciar a germinação, a emergência das plântulas, o crescimento radicular e,

praticamente todas as fases do desenvolvimento da planta (Camargo, 1983).

Estabeleceram-se relações entre os parâmetros relacionados à planta (IAF, altura e rendimento) e a

RP (Figuras 5, 6 e 7). Todas as relações apresentaram forma polinomial (segundo grau), corroborando

observações de (Beutler & Centurion, 2004).

A altura da cultura da soja apresentou dependência dos valores de RP (Figura 6a) não mostrando

influência dos demais parâmetros (Figuras 5a, e 7a). A altura foliar máxima da cultura da soja foi observada

a valores de aproximadamente de RP = 1,3 MPa (Figura 6a). Por outro lado, o IAF, AP e rendimento do

feijão dependeram da RP (Figuras 5b, 6b e 7b), mostrando valores restritivos de resistência do solo a

penetração ao seu desenvolvimento e rendimento entre 1,2 e 1,3 MPa.

36

De modo geral, observou-se que o desenvolvimento da cultura da soja foi menos sensível a RP do

que a cultura do feijão.

Existem dúvidas com relação ao valor de resistência à penetração considerado crítico para o

desenvolvimento das culturas, o qual é dependente de vários fatores, dentre eles, a textura e a umidade do

solo (Voorhees, 1992; Earl, 1997; Vaz et al., 2001). Além de Taylor et al. (1966) que indica RP > 2MPa como

restritiva, Laboski et al. (1998) e Veen & Boone (1990) estabelecem, respectivamente, como valores

restritivos 3,0 e 4,2 MPa.

Sugere-se que nas condições desse estudo, valores aproximados de RP superior a 1,5 MPa,

poderiam estar causando restrições ao crescimento e desenvolvimento das culturas de soja e feijoeiro.

Com base nos dados de resistência do solo à penetração e de crescimento radicular da cultura da

soja (Figura 8) identificou-se no PD uma pequena área de resistência superior a 1,5 MPa (Figura 8a),

podendo não ter interferido negativamente no crescimento radicular, já que a raiz desenvolveu até

aproximadamente 0,25 m (Figura 8b). O PDE2 proporcionou camadas de resistência superior a 1,5 MPa, até

uma profundidade de aproximadamente 0,20 m (Figura 8c), provavelmente, em função da haste do

escarificador não ter alcançado maiores profundidades. Esse fato permitiu que a concentração de raízes a

uma profundidade inferior a 0,20 m, embora tenha se observado raízes até a profundidade de 0,30 m (Figura

8d). No PDC3 a camada de resistência crítica ao crescimento radicular situou-se na profundidade de,

aproximadamente, 0,10 m (Figura 8e), com uma maior concentração de raízes até essa profundidade

(Figura 8f). Esse fato está associado à compactação adicional realizada nos anos agrícolas 2001/2002 e

2002/2003. O SC apresentou valores de resistência à penetração restritivos a partir de 0,25 m (Figura 8g),

possibilitando com que as raízes se desenvolvessem até essa profundidade (Figura 8h). Para ambas as

culturas, em algumas situações, mesmo a resistência do solo tendo apresentado valores superiores a 1,5

MPa, ocorreram à presença de raízes. Além disso, o solo poderá apresentar camadas com resistência

variáveis, possibilitando o crescimento de raízes (Queiroz-Voltan et al., 2000). Boone & Veen (1994) afirmam

que o potencial de crescimento da cultura bem como as condições físicas do solo determinam o tamanho e a

taxa de crescimento da raiz. Gerard et al. (1982) e Veen & Boone (1990) apontam uma relação negativa

entre a resistência à penetração e o crescimento de raízes.

De modo geral, observou-se uma diminuição de raízes em uma profundidade superior a

aproximadamente 0,30 m, corroborando com relações mostradas por Materechera & Mloza-Banda (1997)

em solo sob sistema de cultivo mínimo e convencional. Esse estudo fornece resultados úteis para um melhor

37

entendimento da influência da resistência à penetração, a uma determinada umidade e solo, no crescimento

radicular e no desenvolvimento e rendimentos das culturas.

Tabela 1 - Valor de F e significância dos contrastes entre os tratamentos1 de IVEM (índice de velocidade de

emergência), IAF (índice de área foliar), AP (altura de planta) e rendimento, das culturas da soja e

feijoeiro.

Contrastes IVEM IAF AP Rendimento Soja PD e PDE2 2,55 ns 2,33 ns 0,41 ns 0,71 ns PD e PDC3 9,63 ** 3,90 ns 1,21 ns 1,60 ns PD e SC 16,76 ** 0,61 ns 0,11 ns 3,73 ns PDE2 e PDC3 2,28 ns 0,20 ns 0,22 ns 0,18 ns PDE2 e SC 7,79 * 0,40 ns 0,85 ns 1,18 ns PDC3 e SC 2,43 ns 1,10 ns 1,82 ns 0,44 ns Feijão PD e PDE2 5,80 * 1,20 ns 0,01 ns 4,15 ns PD e PDC1 4,76 * 0,11 ns 0,03 ns 2,06 ns PD e PDE1 0,07 ns 0,52 ns 2,54 ns 0,36 ns PD e PDC2 0,05 ns 0,17 ns 0,63 ns 0,00 ns PD e SC 1,83 ns 11,62 ** 7,33 ns 0,33 ns PDE2 e PDC1 15,79 ** 0,63 ns 0,04 ns 9,03 ** PDE2 e PDE1 5,34 * 0,25 ns 1,62 ns 5,20 * PDE2 e PDC2 3,59 ns 0,31 ns 0,52 ns 2,20 ns PDE2 e SC 0,22 ns 7,32 * 6,68 * 1,61 ns PDC1 e PDE1 2,77 ns 0,13 ns 1,70 ns 0,53 ns PDC1 e PDC2 4,32 * 0,02 ns 0,39 ns 0,95 ns PDC1 e SC 7,71 ** 8,83 * 7,88 * 3,01 ns PDE1 e PDC2 0,17 ns 0,02 ns 0,19 ns 0,14 ns PDE1 e SC 2,01 ns 7,16 * 1,34 ns 1,02 ns PDC2 e SC 1,17 ns 5,99 * 1,92 ns 0,20 ns 1PD = plantio direto desde o ano de 1989; PDE1 = plantio direto escarificado em 2002 e 2004; PDE2 = plantio direto escarificado em dezembro de 2004; PDC1 = plantio direto com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; PDC2 = plantio direto com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; PDC3 = plantio direto com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

38

a) b)

PD PDE2 PDC3 SC0

5

10

15

20

25

IVE

M

Tratamentos

PD PDE1 PDE2 PDC1 PDC2 SC0

5

10

15

20

25

IVE

M

Tratamentos

Figura 1 – Índice de velocidade de emergência (IVEM) das culturas de (a) soja e do (b) feijão, sendo as

barras verticais indicativas do desvio padrão para cada tratamento1.

1SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SDE1 = sistema de semeadura direta escarificado em 2002 e 2004; SDE2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SDC1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; SDC2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; SDC3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

a) b)

20 30 40 50 60DAS

0

2

4

6

8

IAF

TratamentosPDPDE2PDC 3SC

10 20 30 40 50 60

DAS

0

2

4

6

8

IAF

TratamentosPDPDE1PDE2PDC1PDC2SC

Figura 2 - Índice de área foliar (IAF) aos 21, 27, 39, 46 e 56 dias após a semeadura da (a) soja e aos 20, 26,

38, 45 e 55 dias após a semeadura do (b) feijão.

1SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SDE1 = sistema de semeadura direta escarificado em 2002 e 2004; SDE2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SDC1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; SDC2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; SDC3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

39

a) b)

20 30 40 50 60DAS

0,0

0,2

0,4

0,6

AP

, m

TratamentosPDPDE2PDC3SC

10 20 30 40 50 60

DAS

0,0

0,2

0,4

0,6

AP

, m

TratamentosPDPDE1PDE2PDC1PDC2SC

Figura 3 – Altura de plantas (AP) aos 21, 27, 39, 46 e 56 dias após a semeadura da (a) soja e aos 20, 26,

38, 45 e 55 dias após a semeadura do (b) feijão.

1SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SDE1 = sistema de semeadura direta escarificado em 2002 e 2004; SDE2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SDC1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; SDC2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; SDC3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

a) b)

PD PDE2 PDC3 SC0

1

2

3

4

Ren

dim

ento

, t h

a-1

Tratamentos

PD PDE1 PDE2 PDC1 PDC2 SC0

1

2

3

4

Ren

dim

ento

, t h

a-1

Tratamentos

Figura 4 - Rendimento da cultura de (a) soja e do (b) feijão de um Argissolo sob diferentes níveis de

compactação1.

1SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SDE1 = sistema de semeadura direta escarificado em 2002 e 2004; SDE2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SDC1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002; SDC2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2002/2003; SDC3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo.

40

a) b)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0RP, MPa

4

5

6

7

IAF

IAF = 2,30 + 5,62 RP - 2,18 RP2

R2 = 0,41ns

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

RP, MPa

0

2

4

6

IAF

IAF = -0,19 + 5,76 RP - 2,48 RP2

R2 = 0,46**

Figura 5 - Índice de área foliar das culturas de (a) soja e de (b) feijão versus a resistência do solo à penetração

(RP).

a) b)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0RP, MPa

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

AP,

m

AP = 0,29 + 0,28 RP - 0,11 RP2

R2 = 0,55*0,7

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

RP, MPa

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

AP,

m

AP = -0,11 + 0,86 RP - 0,32 RP2

R2 = 0,51**0,7

Figura 6 - Altura das culturas (AP) de (a) soja e de (b) feijão versus a resistência do solo à penetração (RP).

a) b)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0RP, MPa

2000

2500

3000

3500 Rendimento = 2407,94 + 1196,97 RP - 631,97 RP2

R2 = 0,34ns

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0RP, MPa

1000

1200

1400

1600

1800

2000 Rendimento = 717,17 + 1594,47 RP - 658,56 RP2

R2 = 0,59**

Figura 7 - Rendimento das culturas de (a) soja e de (b) feijão versus a resistência do solo à penetração (RP).

41

0 0,10 0,20 0,300,100,200,30Distância da planta, m

0,05

0,15

0,25

0,35Prof

undi

dade

, m

MPa

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 0,10 0,20 0,300,100,200,30Distância da planta, m

0,05

0,15

0,25

0,35Prof

undi

dade

, m

MPa

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 0,10 0,20 0,300,100,200,30Distância da planta, m

0,05

0,15

0,25

0,35Prof

undi

dade

, m

MPa

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0,05

0,15

0,25

0,35Prof

undi

dade

, m

0 0,10 0,20 0,300,100,200,30Distância da planta, m

MPa

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Figure 8 – Resistência à penetração e o crescimento de raízes da cultura da soja nos tratamentos PD =

sistema de semeadura direta desde o ano de 1989 (a, b), PDE2 = sistema de semeadura direta

escarificado em dezembro de 2004 (c, d), PDC3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas

de máquina de aproximadamente 10 Mg no ano agrícola 2001/2002 e 2002/2003 (e, f) e SC = sistema

convencional de preparo do solo (g, h)*.

*Este estudo foi realizado para todos os tratamentos. Somente os resultados obtidos para a cultura da soja estão sendo

apresentados nesse relatório.

a) a)

b)

c) d)

e) f)

g) h)

42

CONCLUSÕES

Nas condições de umidade desse solo, diferentes níveis de compactação influenciaram a resistência

à penetração e o desenvolvimento das culturas. Uma proporção de 55% da variação da altura da soja foi

explicada pela resistência do solo à penetração. A resistência do solo a penetração influenciou em 46%,

51% e 59%, respectivamente, o índice de área foliar, a altura e o rendimento do feijão. A maior concentração

de raízes foi obtida a valores de resistência do solo à penetração inferiores a aproximadamente 1,5 MPa.

CAPÍTULO 4

DENSIDADE CRÍTICA AO CRESCIMENTO DE PLANTAS CONSIDERANDO ÁGUA DISPONÍVEL E

RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO DE UM ARGISSOLO VERMELHO DISTRÓFICO ARÊNICO4

INTRODUÇÃO

O potencial produtivo agrícola é determinado por fatores relacionados ao solo e à espécie envolvida.

Funcionalmente, uma estrutura de solo ideal é aquela que permite um espaço poroso suficiente e contínuo

para o movimento de água e gases e uma resistência do solo à penetração não impeditiva ao crescimento

de raízes e da parte aérea da planta (Kopi & Douglas, 1991).

Em termos quantitativos, a definição de uma estrutura de solo ideal é dificultada pela variabilidade

temporal e espacial de indicadores físicos e a interdependência de vários atributos. Outro aspecto que tem

gerado muitas contestações está relacionado ao conceito de disponibilidade de água às plantas. A

disponibilidade de água às plantas é definida pelo intervalo compreendido entre o limite superior e inferior de

água disponível, caracterizado pela umidade do solo equivalente à capacidade de campo e ao ponto de

murcha permanente (Cassel & Nielsen, 1986).

Diferentes valores de parâmetros físicos restritivos ao crescimento de plantas têm sido indicados na

literatura científica. Taylor et al. (1966) consideram valores de RP superiores a 2 MPa impeditivos ao

crescimento e ao funcionamento do sistema radicular. No entanto, existe carência de informações que

indiquem valores de densidade restritiva ao desenvolvimento radicular das plantas.

Há necessidade de ampliar as pesquisas nessa área de conhecimento que possibilitem prever o

grau de degradação da estrutura e orientar práticas de manejo do solo e da água. Considerando que valores

de densidade críticos ao crescimento e estabelecimento de culturas dependem do tipo, das condições e do

manejo do solo, o objetivo deste estudo foi avaliar o intervalo de densidade critica para as plantas de um

Argissolo Vermelho distrófico arênico, considerando a disponibilidade de água para as culturas e a

resistência do solo à penetração radicular.

4 Nota submetida à Ciência Rural (em revisão, n.145/06).

44

MATERIAL E MÉTODOS3

A amostragem com estrutura de solo preservado foi realizada com cilindros de Uhland (0,076 de

altura e 0,076 de diâmetro interno), nas camadas de 0,00 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m (oito repetições). Com o

objetivo de obter um gradiente de umidade, as amostras foram saturadas em água e equilibradas a

diferentes potenciais matriciais (Ψ) em mesa de tensão e em panelas de pressão utilizando placas de

Richards (Klute, 1986). Foram aplicados os Ψ de: - 0,001; -0,004; -0,006; -0,033; -0,07 e -0,1 MPa, sendo 2

grupos de amostras de solo secas ao ar no laboratório por um período de 7 e 9 dias, perfazendo um total de

128 amostras. Após atingir o equilíbrio, foi medida em cada amostra a resistência do solo a partir de um

penetrômetro de taxa constante de penetração, dotado de ponta cônica com ângulo de penetração de 30o e

12,83 mm de diâmetro da base e com armazenamento eletrônico de dados (Collares et al., 2004).

Os resultados de resistência à penetração foram ajustados em relação à umidade volumétrica (θ, m3 m-

3) e densidade do solo (Ds, Mg m-3) utilizando o modelo não linear proposto por Busscher (1990):

cb DsaRP θ= , onde: RP é a resistência do solo à penetração, e a, b e c são parâmetros empíricos do

modelo obtidos mediante ajustes não lineares. A partir desse modelo, quantificou-se a faixa de densidade do

solo critica (Dsc) utilizando-se valores de resistência à penetração de 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 e 3,5 MPa e

umidades na capacidade de campo e no ponto de murcha permanente.

A umidade na capacidade de campo foi avaliada a campo, saturando-se com água uma área de

aproximadamente 1 m2. Durante um período de 17 dias, utilizando-se um trado holandês, foi quantificada a

umidade gravimétrica nas camadas de 0,00 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m. Considerou-se a umidade na

capacidade de campo quando essa manteve-se quase constante. O ponto de murcha fisiológico foi

quantificado por Collares (2005), em solos coletados na camada de 0,00 – 0,20 m, sendo destorroados,

homogeneizados e acondicionados em vasos, avaliando-se as espécies vegetais feijão, soja e girassol,

obtendo um valor médio de umidade gravimétrica de 0,051 kg1 kg-1.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A amplitude de variação da densidade do solo (1,37 Mg m-3< Ds < 1,73 Mg m-3) e da resistência à

penetração (0,20 MPa < RP < 4,34 MPa) esteve relacionada a diferentes condições de umidade,

profundidade de amostragem e variabilidade deste solo.

3Detalhes da área 1 encontram-se no Capitulo 1.

45

Verificou-se que todos os parâmetros de ajuste (a = 0,004; b =-1,580 e c = 6,389) e o modelo utilizado

(P < 0,0001, R2 = 0,83) foram significativos. A partir dos parâmetros do modelo estabeleceu-se a relação

entre a RP, θ e Ds (Figura 1a). Uma relação positiva entre a Ds e RP também foi demonstrada por Gerard et

al. (1982), Prado et al. (2002) e Lampurlanés & Cantero-Martínez (2003) em diferentes tipos de solos e

sistemas de preparo. Da mesma forma, uma relação negativa entre RP e θ (Figura 1a) foi observada por

Busscher et al. (1997) e Vaz & Hopmans (2001). O aumento da densidade pode condicionar um novo

arranjamento e acomodamento das partículas do solo favorecendo um incremento do número de contato

entre elas, aumentando a resistência à penetração e diminuindo a porosidade do solo (Silva et al., 2002a).

A Figura 1b apresenta a faixa de densidade critica ao crescimento de plantas, considerando a RP e

a disponibilidade de água para as culturas (intervalo de umidade entre a capacidade de campo e o ponto de

murcha permanente). Verificou-se que, com o aumento de umidade, valores maiores de densidade do solo

são possíveis sem que seja superada a resistência à penetração critica ao desenvolvimento radicular.

Adotando-se uma RP = 1,5 MPa, valores de densidade inferiores a 1,37 e superiores a 1,69 Mg m-3

podem ser restritivos ao crescimento radicular. Quando considerado uma RP = 2 MPa a densidade crítica

(Dsc) na θCC foi de 1,76 Mg m-3e na umidade no ponto de murcha permanente (θPMP) foi de 1,44 Mg m-3.

Taylor et al. (1966) verificaram limitações ao crescimento radicular na resistência à penetração de 2 MPa.

Porém, esses mesmos autores verificaram crescimento nulo a RP = 2,5 MPa. Considerando uma resistência

à penetração de 2,5 MPa, valores de densidade inferiores a 1,49 e superiores a 1,83 Mg m-3 podem ser

limitantes ao desenvolvimento das plantas. Por outro lado, uma RP = 3 e de 3,5 MPa, indicaram,

respectivamente, intervalos de densidade adequados ao crescimento de culturas de 1,53 a 1,88 Mg m-3 e de

1,57 a 1,93 Mg m-3. Resistência à penetração de 3,5 MPa também é indicada como restritiva por outros

autores (Merotto Jr. & Mundstock, 1999).

CONCLUSÕES

Informações importantes relacionadas ao manejo do solo e de irrigação de culturas podem ser

obtidas a partir da avaliação de indicadores facilmente mensuráveis como a densidade e a umidade do solo.

Considerando-se um valor médio de densidade de 1,58 Mg m-3 encontrado neste estudo, a densidade não

representa um fator crítico para o desenvolvimento das plantas. Valores superiores de RP permitiram

maiores intervalos de densidade adequados ao desenvolvimento das plantas. A relação entre a Dsc e a

46

umidade representa grande relevância no monitoramento e manejo adequado da estrutura e da umidade do

solo, para um satisfatório crescimento e desenvolvimento das plantas.

(a)

(b)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4θ, m3 m-3

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Dsc

, Mg

m-3

Dsc 1,5 MPa = 3,692x2 + 3,655x + 1,104; R2 = 0,99

Dsc 2,0 MPa = 3,862x2 + 3,823x + 1,155; R2 = 0,99

Dsc 2,5 MPa = 4,000x2 + 3,959x + 1,196; R2 = 0,99

Dsc 3,0 MPa = 4,114x2 + 4,073x + 1,231; R2 = 0,99

Dsc 3,5 MPa = 4,216x2 + 4,173x + 1,261; R2 = 0,99

θPMP θCC

Figura 1. Resistência à penetração ajustada (RPaj) pelo modelo de Buscher (1990) em função da umidade

volumétrica (θ) e da densidade do solo (Ds) (a) e densidade crítica (Dsc) considerando valores de

resistência à penetração restritivos ao desenvolvimento plantas (1,5; 2,0; 2,5; 3,0 e 3,5 MPa) e umidade

volumétrica na capacidade de campo (θCC) e no ponto de murcha permanente (θPMP) (b).

CAPITULO 5

INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO E GRAU DE COMPACTAÇÃO DE UM ARGISSOLO E DE UM

LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMA DE PLANTIO DIRETO

INTRODUÇÃO

Estudos têm sido realizados no intuito de relacionar parâmetros físicos e a produtividade de culturas.

Eavis (1972) investigaram em condições de laboratório, os efeitos da resistência à penetração (RP), da

aeração e da disponibilidade de água na restrição do crescimento de raízes de milho. Phene & Beale (1976)

aplicaram o conceito de que o potencial matricial do solo deveria estar em uma amplitude em que não

ocorram limitações ao crescimento de plantas com relação aos valores de aeração, resistência do solo à

penetração e disponibilidade de água.

O conceito de um único parâmetro que descreve a amplitude de água do solo que incorpore

limitações no desenvolvimento de culturas relacionadas à aeração, resistência do solo à penetração e

potencial matricial foi introduzido em 1985 por Letey como “Non Limiting Water Range” (NLWR) e,

posteriormente aprimorado por Silva et al. (1994) redefinindo-o como intervalo hídrico ótimo (IHO). O IHO é

conceituado como o intervalo de água do solo nos quais as limitações para o crescimento de plantas,

associadas ao potencial de água, aeração e resistência do solo à penetração, são mínimas. Ele representa a

faixa de conteúdo de água no solo definida como limite superior pela umidade do solo na capacidade de

campo ou no conteúdo de água em que a aeração se torna limitante, e no limite inferior pelo conteúdo de

água no ponto de murcha permanente, ou no conteúdo de água em que a resistência do solo à penetração

torna-se limitante (Silva & Kay 1997).

Tormena et al. (1999a) apresentou um primeiro estudo do IHO no Brasil, em um Latossolo Roxo.

Desde então, grupos de pesquisa na África do Sul, Argentina, Austrália, Brasil, Canadá, Estados Unidos,

Holanda e Nova Zelândia vêm desenvolvendo pesquisas envolvendo o IHO. É um parâmetro sensível na

quantificação das alterações da condição estrutural e que pode ser utilizado com segurança na

determinação de outros parâmetros físicos do solo. O estudo da relação entre o IHO e a densidade do solo

(Ds) pode ser aprofundado considerando os valores de Ds nos quais há alterações dos limites do IHO. A

partir desta relação, pode ser identificada a Ds na qual o limite superior do IHO cruza o limite inferior

(DsIHO=0) e a Ds a partir da qual o IHO < AD (DsIHO<AD) devido a limitações associadas à RP e ou aeração.

A DsIHO = 0 pode ser definida como a densidade crítica de um determinado solo, ou seja, aquela em

que ocorrem limitações severas ao desenvolvimento de plantas associadas à qualidade física do solo (Silva

& Kay, 1997; Hakansson & Lipiec, 2000).

O conhecimento do IHO em sistemas irrigados possibilita modificar o sistema de manejo da água

convencionalmente utilizado, reduzindo custos desnecessários. Em sistemas não irrigados, como os

utilizados no Rio Grande do Sul, onde freqüentemente ocorre deficiência de água em parte do ciclo das

culturas de verão, o IHO pode ser o guia básico do sistema de manejo do solo e das culturas, possibilitando

a redução de riscos de deficiência hídrica com impacto positivo na produtividade agrícola.

No entanto, há um consenso generalizado sobre a necessidade de ampliar as pesquisas nesta área

de conhecimento que possibilitem prever o grau de degradação da estrutura e orientar práticas de manejo

do solo e da água na avaliação da qualidade física do solo. Objetivou-se avaliar o IHO de um Argissolo

Vermelho distrófico arênico e de um Latossolo Vermelho sob sistema plantio direto.

MATERIAL E MÉTODOS3

Área 1

Em cada parcela, a amostragem com estrutura de solo preservado foi realizada com cilindros de

Uhland (0,076 de altura e 0,076 de diâmetro interno), nas camadas de 0,00 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m. Com o

objetivo de obter um gradiente de umidade, as amostras foram divididas em grupos de oito amostras por

profundidade, sendo saturadas em água e equilibradas a diferentes potenciais matriciais (Ψ), em mesa de

tensão e em panelas de pressão utilizando placas de Richards (Klute, 1986). Foram aplicados os Ψ de: -

0,001; -0,004; -0,006; -0,033; -0,07 e -0,1 MPa.

Para a obtenção de amostras de solo com um menor teor de umidade daquele obtidos na mesa de

tensão e panela de pressão, 2 grupos de amostras de solo foram secas ao ar no laboratório utilizando caixas

de papelão perfuradas por um período de 7 e 9 dias, perfazendo um total de 128 amostras.

A umidade na capacidade de campo foi avaliada temporalmente no campo, saturando-se com água

uma área de aproximadamente 1 m2. No período de 17 dias, utilizando-se um trado holandês, foi

quantificada a umidade gravimétrica nas camadas de 0,00 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m.

3Detalhes das áreas 1 e 2 encontram-se no Capitulo 1.

49

Considerou-se a umidade na capacidade de campo quando essa manteve-se constante dentro de

um período de 17 dias. O ponto de murcha fisiológico foi quantificado por Collares (2005), em solos

coletados na camada de 0,00 – 0,20 m, sendo destorroados, homogeneizados e acondicionados em vasos,

avaliando-se as espécies vegetais feijão, soja e girassol, obtendo um valor médio de umidade gravimétrica

de 0,051 kg1 kg-1.

Após atingir o equilíbrio, foi medida em cada amostra a resistência do solo a partir de um

penetrômetro de taxa constante de penetração, dotado de ponta cônica com ângulo de penetração de 30o e

12,83 mm de diâmetro da base e com armazenamento eletrônico de dados (Collares et al., 2004).

Os resultados de resistência à penetração foram ajustados em relação à umidade volumétrica (θ, m3

m-3) e densidade do solo (Ds, Mg m-3) utilizando o modelo não linear proposto por Busscher (1990):

cb DsaRP θ= , onde: RP é a resistência do solo à penetração, e a, b e c são parâmetros empíricos do

modelo obtidos mediante ajustes não lineares.

A quantificação do grau de compactação foi feita com amostras de estrutura preservada em cilindros

com altura de 0,025 m e diâmetro interno de 0,061 m na camada de 0,08-0,13 m. Após o preparo das

amostras, foram saturadas por capilaridade e em seguida equilibradas a 0,033 MPa, utilizando-se câmaras

de pressão de Richards (Klute, 1986). Posteriormente, foram submetidas a testes de compressão uniaxial

utilizando-se um consolidômetro S-450 Terraload (Durham Geo- Interprises). O ensaio consistiu na aplicação

sucessiva e contínua de pressões (12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa), por cinco minutos, período

suficiente para atingir 99% da deformação máxima (Silva et al., 2000). Considerou-se como densidade de

referência àquela obtida a uma pressão de 1.600 kPa (Suzuki, 2005). O grau de compactação do solo (GC,

%) foi calculado pela equação: 100×=DSref

DSGC , onde: DS é a densidade atual do solo e DSref é a

densidade do mesmo solo em um estado de referência obtido em laboratório.

Área 2

A amostragem de solo com estrutura preservada foi realizada com cilindros de Uhland (0,076 de altura

e 0,076 de diâmetro interno), nas camadas de 0,00 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m. Com o objetivo de obter um

gradiente de umidade as amostras foram divididas em grupos de oito amostras por profundidade, sendo

saturadas em água e equilibradas a diferentes potenciais matriciais (Ψ) em mesa de tensão e em panelas de

pressão utilizando placas de Richards (Klute, 1986). Foram aplicados os Ψ de: - 0,001; -0,004; -0,006; -0,01;

50

-0,033; -0,07 -0,1 e -0,12 MPa, perfazendo um total de 40 amostras. A umidade na capacidade de campo e

no ponto de murcha permanente foi considerada, respectivamente, igual a 0,033 e a 1,5 MPa.

Após atingir o equilíbrio e serem secas ao ar livre, foi medida em cada amostra a resistência do solo

a partir de um penetrômetro de taxa constante de penetração, dotado de ponta cônica com ângulo de

penetração de 30o e 12,83 mm de diâmetro da base e com armazenamento eletrônico de dados (Collares et

al., 2004).

Os resultados foram ajustados em relação à umidade volumétrica (θ, m3 m-3) e densidade do solo

(Ds, Mg m-3) utilizando o modelo não linear proposto por Busscher (1990): cb DsaRP θ= , onde: RP é a

resistência do solo à penetração, e a, b e c são parâmetros empíricos do modelo obtidos mediante ajustes

não lineares. Adotou-se o valor de resistência do solo à penetração de 2 MPa para a avaliação da densidade

do solo restritiva ao desenvolvimento das plantas. O cálculo do intervalo hídrico ótimo foi realizado segundo

procedimento proposto por Leão & Silva (2004).

Para avaliação do grau de compactação foram coletadas amostras com estrutura de solo preservada

em cilindros com altura de 0,025 m e diâmetro interno de 0,061 m na camada de 0,08-0,13 m. Após o

preparo das amostras, foram saturadas por capilaridade e em seguida equilibradas a 0,033 MPa, utilizando-

se câmaras de pressão de Richards (Klute, 1986). Posteriormente, foram submetidas a testes de

compressão uniaxial utilizando-se um consolidômetro S-450 Terraload (Durham Geo- Interprises). O ensaio

consistiu na aplicação sucessiva e contínua de pressões (12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa), por

cinco minutos, período suficiente para atingir 99% da deformação máxima (Silva et al., 2000). Considerou-se

como densidade de referência aquela obtida a uma pressão de 1.600 kPa. O grau de compactação do solo

(GC, %) foi calculado pela equação: 100×=DSref

DSGC , onde: DS é a densidade atual do solo e DSref é a

densidade do mesmo solo em um estado de referência obtido em laboratório.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A amplitude de variação da RP e do IHO esteve condicionada a diferentes condições de umidade

imposta aos solos (Tabela 1).

51

Tabela 1 – Momentos estatísticos das variáveis: densidade (Ds, Mg m-3), umidade volumétrica (θv, m3 m-3),

resistência à penetração (RP, MPa), intervalo hídrico ótimo (IHO, m3 m-3) e grau de compactação (GC)

de um Argissolo Vermelho distrófico arênico e de um Latossolo Vermelho.

Variáveis Média Mínimo Máximo CV, % Argissolo Vermelho distrófico arênico

Ds 1,60 1,28 1,86 6,56 θv 0,19 0,09 0,38 35,14 RP 1,50 0,00 4,78 61,05 IHO 0,08 0 0,14 48,51 GC 85,84 68,64 99,38 6,55

Latossolo Vermelho Ds 1,27 1,17 1,41 4,58 θv 0,34 0,28 0,45 11,91 RP 1,50 0,40 3,39 50,14 IHO 0,02 0 0,04 66,49 GC 70,37 64,33 78,38 5,59

Os coeficientes do modelo da umidade volumétrica e da resistência do solo à penetração do

Argissolo Vermelho distrófico arênico e do Latossolo Vermelho estão apresentados, respectivamente, nas

Tabelas 2 e 3. Os modelos ajustados explicaram 91% e 72%, respectivamente, da variabilidade dos dados

da umidade volumétrica e da resistência à penetração do Argissolo Vermelho distrófico arênico (Tabela 2).

Por outro lado, esses modelos explicaram 85% e 91%, respectivamente, da variabilidade dos dados da

umidade volumétrica e da resistência à penetração para o Latossolo Vermelho (Tabela 3). Todos os

coeficientes demonstraram que a RP variou positivamente com a Ds e negativamente com o teor de

umidade do solo (Tabelas 2 e 3).

Tabela 2 - Parâmetros de ajuste da umidade volumétrica e da resistência do solo à penetração através,

respectivamente, do modelo de Ross et al. (1991) e Busscher (1990) de um Argissolo Vermelho

distrófico arênico.

Parâmetros Valor estimado Erro Padrão Intervalo de confiança θv Limite inferior Limite superior a -1,932 0,082 -2,093 -1,771 b -0,282 0,051 -0,383 -0,182 c -0,182 0,003 -0,188 -0,176 RP d 0,012 0,002 0,079 0,017 e -1,317 0,057 -1,429 -1,205 f 5,111 0,249 4,620 5,602

52

Tabela 3. Parâmetros de ajuste da umidade volumétrica e da resistência à penetração através

respectivamente do modelo de Ross et al. (1991) e Busscher (1990) de um Latossolo Vermelho.

Parâmetros Valor estimado Erro Padrão Intervalo de confiança θv Limite inferior Limite superior a -2,1369 0,1583 -2,4559 -1,8179 b 0,6199 0,1197 0,3786 0,8612 c -0,0680 0,00417 -0,0764 -0,0596 RP d 0,00365 0,00134 0,000943 0,00635 e -3,8700 0,2847 -4,4439 -3,2961 f 7,2848 0,4029 6,4728 8,0968

O sinal positivo do coeficiente f (Tabelas 2 e 3) indica que a retenção de água aumentou com a

densidade do solo, corroborando com resultados de Beltz et al. (1998) e Tormena et al. (1999b). Segundo os

últimos autores, a densidade do solo influencia a retenção de água decorrente de sua influência na

porosidade e distribuição do tamanho de poros.

O intervalo hídrico ótimo (IHO) para cada densidade e solos utilizados é mostrado nas Figuras 1 e 2.

No Argissolo Vermelho distrófico arênico, a menor variação de Ds foi observada na θCC e θPMP (Figura 1a).

No Latossolo Vermelho, a θCC e a θPMP foram positivamente relacionadas com a Ds (Figura 2a), ou seja,

observou-se um efeito positivo da densidade sobre a retenção de água nos potenciais de -0,01 e 1,5 MPa,

concordando com Tormena et al. (1999b).

Um aumento na densidade esteve relacionado com uma diminuição da porosidade de aeração (θPA)

e aumento na resistência a penetração (θRP) para ambos os solos (Figuras 1a e 2a), corroborando

resultados de Silva et al. (1994).

A relação funcional entre IHO e a Ds teve uma forma similar para os dois solos (Figuras 1b e 2b). O

IHO foi negativamente relacionado com a Ds acima de aproximadamente 1,40 Mg m-3 e de 1,12 Mg m-3,

respectivamente, para o Argissolo Vermelho distrófico arênico e para o Latossolo Vermelho.

A θPA e θRP foram mais fortemente influenciadas pela Ds do que limitações impostas pelo potencial

mátrico, indicando que o IHO é mais sensível a mudanças na qualidade estrutural do que a disponibilidade

de água dos solos, corroborando com Silva et al. (1994) e Tormena et al. (1999b). Beltz et al. (1998) também

concluíram que a resistência à penetração e a porosidade de aeração foram os fatores limitantes em solo

sob plantio direto. Por outro lado, Araújo et al. (2004) verificaram em solos cultivados, uma redução do IHO e

que solos sob mata nativa o IHO foi maior e igual água disponível. Tormena et al. (1999c), mostraram que a

53

resistência à penetração ao contrário da porosidade de aeração representou uma limitação ao IHO de um

solo sob sistema convencional e plantio direto, corroborando resultados de Beutler et al. (2004).

(a) (b)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

Ds, Mg m-3

θθ θθv, m

3 m-3

RP

CC

PMP

PA

0.000.020.040.060.080.100.120.140.16

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

Ds, Mg m-3ΙΗ

ΟΙΗ

ΟΙΗ

ΟΙΗ

Ο, m

3 cm

-3

(c) (d)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

60 65 70 75 80 85 90 95 100

GC, %

θθ θθv, m

3 m-3

RP

CC

PMP

PA

0.000.020.040.060.080.100.120.140.16

65 70 75 80 85 90 95 100

GC, %

ΙΗΟ

ΙΗΟ

ΙΗΟ

ΙΗΟ

, m3 m

-3

Figura 1 – Variação da umidade com a densidade a valores críticos de capacidade de campo (θCC= 0,01

MPa), ponto de murcha permanente (θPMP = 1,5 MPa), porosidade de aeração (PA = 10%) e resistência

à penetração (RP=2 MPa) (a), do intervalo hídrico ótimo com a densidade do solo (b), da umidade com o

grau de compactação a valores críticos de capacidade de campo (θCC= 0,01 MPa), ponto de murcha

permanente (θPMP = 1,5 MPa), porosidade de aeração (PA = 10%) e resistência à penetração (RP=2

MPa) (c) e do intervalo hídrico ótimo (IHO) com o grau de compactação (GC) (d) de um Argissolo

Vermelho distrófico arênico.

54

(a) (b)

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Ds, Mg m-3

θθ θθv, m

3 m-3

RP

CC

PMP

PA

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Ds, Mg m-3

ΙΗΟ

ΙΗΟ

ΙΗΟ

ΙΗΟ

, m3 m

-3

(c) (d)

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

60 65 70 75 80

GC, %

θθ θθv, m

3 m

-3

RP

CC

PMP

PA

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

50 60 70 80 90 100

GC, %

IHO

, m3 m

-3

Figura 2 – Variação da umidade com a densidade a valores críticos de capacidade de campo (θCC= 0,033

MPa), ponto de murcha permanente (θPMP = 1,5 MPa), porosidade de aeração (PA = 10%) e resistência

à penetração (RP=2 MPa) (a), do intervalo hídrico ótimo com a densidade do solo (b) da umidade com a

densidade a valores criticos de capacidade de campo (θCC= 1,5 MPa), ponto de murcha permanente

(θPMP = 0,033 MPa), porosidade de aeração (PA = 10%) e resistência à penetração (RP=2 MPa) (c) e do

intervalo hídrico ótimo (IHO) com o grau de compactação (GC) (d) de um Latossolo Vermelho.

Variações na textura possibilitaram possíveis diferenças na densidade do solo, considerada como

critica ao desenvolvimento de culturas. O Argissolo Vermelho distrófico arênico apresentou valor de

densidade crítica de 1,79 Mg m-3 enquanto que o Latossolo Vermelho de 1,35 Mg m-3. Collares (2005)

trabalhando nesse mesmo Argissolo verificou um valor de densidade crítica de 1,75 Mg m-3. Estudos

sugerem que o IHO seja um adequado indicador da qualidade do solo e da produtividade de culturas (Lapen

55

et al. 2004). No mesmo sentido, Benjamim et al. (2003) revelaram uma relação existente entre o IHO e a

produtividade de trigo.

Carter (1990) relacionou a compactação relativa com a produtividade relativa de cereais concluindo

para uma faixa de 0,77 a 0,84, uma produtividade relativa maior que 0,95. Concluíram também que para um

grau de compactação de 0,90 a produtividade foi reduzida. O estabelecimento de valores limitantes é

complexo, decorrente da interação entre solo, clima e planta. Existem muitas dúvidas da utilização de

potenciais que quantificam a disponibilidade de água para as culturas (Reichardt, 1988). Há argumentações

de que em algumas situações, 10% pode não ser suficiente para atender a demanda do sistema radicular

em oxigênio. Estudos mostram que certas culturas crescem a valores superiores a 2 MPa de resistência do

solo à penetração (Abercrombie & Plessis, 1995).

Para os solos estudados, a resistência e a porosidade de aeração assumem maior importância na

limitação ao crescimento radicular do que a disponibilidade de água para as culturas.

O Argissolo Vermelho distrófico arênico apresentou uma maior amplitude de IHO e superior valor de

densidade critica do que o Latossolo Vermelho. Este fato significa, segundo Zou et al. (2000), que o primeiro

solo pode ser mais resistente a fatores externos e a compactação e, por sua vez, as plantas poderão ser

mais produtivas. Benjamim et al. (2003) apresentaram uma relação positiva entre o IHO e a produtividade

relativa do milho.

CONCLUSÕES

O intervalo hídrico ótimo foi mais sensível a mudanças da estrutura do solo do que a água disponível

para as culturas. A amplitude de variação do intervalo hídrico ótimo foi de, respectivamente, 0,00 a 0,04 e de

0,00 a 0,14 m3 m-3 para o Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho distrófico arênico. A densidade critica foi

de 1,35 e 1,79 Mg m-3, respectivamente, para o Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho distrófico arênico.

O grau de compactação crítico para o Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho distrófico arênico

corresponderam, respectivamente, a 74% e 96%.

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ATIVIDADES COMPLEMENTARES EXERCIDAS JUNTAMENTE COM O DESENVOLVIMENTO DO

PROJETO

PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA

1. Resumos simples em anais de eventos

1 BRAGA, Fabiano Vargas Arygony; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia

Liane Rodrigues de; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; GUBIANI, Paulo Ivonir. Diferentes níveis de compactação

e sua influência na caracterização física de um Argissolo Vermelho distrófico. In: XX JORNADA ACADÊMICA

INTEGRADA, 2006, Santa Maria, RS. XX Jornada Acadêmica Integrada. 2006.

2 GUBIANI, Paulo Ivonir; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane

Rodrigues de; KUNZ, Marcelo; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches. Influência de níveis de compactação na

umidade ótima de um Argissolo Vermelho e no rendimento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). In: XX JORNADA

ACADÊMICA INTEGRADA, 2006, Santa Maria, RS. XX Jornada Acadêmica Integrada. 2006.

3 KUNZ, Maurício; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; SUZUKI, Luis Eduardo A

Sanches; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de. Relação entre resistência à penetração e densidade de solos do Rio

Grande do Sul. In: XX JORNADA ACADÊMICA INTEGRADA, 2006, Santa Maria, RS. XX Jornada Acadêmica

Integrada. 2006.

4 DALBIANCO, Leandro; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane

Rodrigues de; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; GUBIANI, Paulo Ivonir. Variação da resistência do solo à

penetração em relação à linha de semeadura e crescimento aéreo e radicular de soja e feijoeiro. In: XX JORNADA

ACADÊMICA INTEGRADA, 2006, Santa Maria, RS. XX Jornada Acadêmica Integrada. 2006.

5 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan; REICHERT, José Miguel; GUBIANI, Paulo

Ivonir; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches. Efeito da compactação na qualidade físico-hídrica de um Argissolo

Vermelho distrófico. In: VI SIMPÓSIO NACIONAL E CONGRESSO LATINO AMERICANO - RECUPERAÇÃO DE

ÁREAS DEGRADADAS, 2005, Curitiba. 2005.

6 SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan;

REICHERT, José Miguel; GUBIANI, Paulo Ivonir. Níveis de compactação do solo influenciando o crescimento e

rendimento das culturas da soja e feijoeiro em um Argissolo Vermelho. In: VI SIMPÓSIO NACIONAL E

CONGRESSO LATINO AMERICANO - RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS, 2005, Curitiba. 2005.

65

2. Resumos expandidos em anais de eventos

1 REICHERT, José Miguel; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; REINERT, Dalvan José; LIMA,

Cláudia Liane Rodrigues de. Soil macroporosity and saturated hydraulic conductivity and soybean and black

beans yield in response to degree of compactness. In: International soil tillage research organization. 17th

triennial conference, Kiehl, Germany, 2006.

2 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; SUZUKI, Luis

Eduardo A Sanches; KUNZ, Maurício; STÜRMER, Sidinei. Caracterização físico-hídrica de um Argissolo sob

diferentes manejos e profundidades. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 2005, Recife.

2005.

3 BRAGA, Fabiano; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues

de; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; GUBIANI, Paulo Ivonir. Emergência de plântulas e desenvolvimento de

soja e feijoeiro em um Argissolo Vermelho sob sistema de semeadura direta. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO

DE CIÊNCIA DO SOLO, 2005, Recife. 2005.

4 SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; KUNZ,

Marcelo; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de. Grau de compactação e sua influência nas propriedades físicas do

solo e rendimento da soja. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 2005, Recife.2005.

5 SANTI, Olavo Gabriel; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de;

REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; HILBIG, Vinicius. Relações entre estado de compactação,

aeração e textura de solos do Rio Grande do Sul. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO,

2005, Recife. 2005.

6 DALBIANCO, Leandro; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane

Rodrigues de; SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; KAISER, Douglas Rodrigo. Resistência do solo à penetração e

distribuição do sistema radicular das culturas de soja e feijoeiro. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE

CIÊNCIA DO SOLO, 2005, Recife. 2005.

7 HARTWIG, Marcelo Peske; PAULETTO, Eloy Antonio; PINTO, Luiz Fernando Spinelli; LIMA, Cláudia

Liane Rodrigues de; FRANCO, Ândrea Machado Pereira. Tomografia computadorizada em uma avaliação

detalhada da compactação de um solo de várzea através de sua densidade. In: IV CONGRESSO BRASILEIRO

DE ARROZ IRRIGADO, XXVI REUNIÃO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO, 2005, Santa Maria. Novos

caminhos para a produção de arroz irrigado no Brasil. Santa

Maria, RS: Orium, 2005. v. 1, p. 359-361.

8 GUBIANI, Paulo Ivonir; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane

66

Rodrigues de; KUNZ, Marcelo; PELEGRINI, André. Variabilidade temporal do armazenamento de água de um solo

submetido a diferentes níveis de compactação. In: XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO,

2005, Recife. 2005.

9 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; KAISER,

Douglas Rodrigo; KUNZ, Maurício. Calibração de TDR - 100 para avaliação da umidade de três solos do RS. In: V

REUNIÃO SUL BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO, 2004, Florianópolis. 2004.

10 SUZUKI, Luis Eduardo A Sanches; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; KAISER,

Douglas Rodrigo; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de. Compressibilidade de três Argissolos sob diferentes

sistemas de manejo. In: V REUNIÃO SUL BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO, 2004, Florianópolis. 2004.

11 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REICHERT, José Miguel; GONÇALVES, Celso; REINERT,

Dalvan José; NUNES, Marcelo; SANTI, Gabriel; HILBIG, Vinícius. Fatores que contribuem na agregação de um

Planossolo hidromórfico sob cultivo de arroz irrigado. In: V REUNIÃO SUL BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO,

2004, Florianópolis. 2004.

12 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; SILVA, Alvaro Pires da; IMHOFF, Silvia; LEÃO, Tairone Paiva.

Influência do pisoteio animal na capacidade de suporte de carga de um Argissolo Vermelho sob sistemas de

pastejo. In: XV REUNIÃO BRASILEIRA DE MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA, 2004, Santa

Maria. XV Reunião Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água. 2004.

13 HARTWIG, Marcelo Peske; PAULETTO, Eloy Antonio; PINTO, Luiz Fernando Spinelli; LIMA, Cláudia

Liane Rodrigues de; SANTOS, Éder Leomar dos; WESTPHAL, Mauro Roberto. Variabilidade espacial da

densidade de um solo hidromórfico avaliada pela tomografia computadorizada. In: XV REUNIÃO BRASILEIRA DE

MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA, 2004, Santa Maria. 2004.

ARTIGOS COMPLETOS SUBMETIDOS E PUBLICADOS EM PERIÓDICOS

1 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan José; REICHERT, José Miguel; SUZUKI, Luis

Eduardo A Sanches. Compressibilidade de um Argissolo sob plantio direto escarificado e compactado. Ciência

Rural, Santa Maria, v.36 n.6, 2006 (no prelo).

2 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REICHERT, José Miguel; REINERT, Dalvan José; SUZUKI, Luis

Eduardo A Sanches; DALBIANCO, Leandro. Densidade crítica ao crescimento de plantas considerando água

disponível e resistência à penetração de um Argissolo Vermelho distrófico arênico (Enviado para publicação -

145/06). Ciência Rural, Santa Maria, 2006.

3 REICHERT, José Miguel; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; DALMOLIN, Ricardo Simão Diniz;

67

REINERT, Dalvan José; GONÇALVES, Celso; NUNES, Marcelo. Agregação de um Planossolo após um ano

sistematizado e sob cultivo de arroz irrigado. Ciência Rural, Santa Maria, v. 36, n.3, 2005 (no prelo).

4 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; REINERT, Dalvan; REICHERT, José Miguel; SUZUKI, Luis

Eduardo A Sanches; GUBIANI, Paulo Ivonir. Qualidade físico-hídrica e no rendimento de soja (Glycine Max

L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) de um Argissolo Vermelho distrófico (Enviado para publicação 586-05).

Ciência Rural, Santa Maria, v.36, n.4, 2006 (no prelo).

5 LIMA, Herdjania Veras; LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; LEÃO, Tairone Paiva; COOPER,

Miguel; SILVA, Álvaro Pires da; ROMERO, Ricardo. Tráfego de máquinas agrícolas e alterações de bioporos

em área sob pomar de laranja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 29, p. 677-684, 2005.

6 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; SILVA, Álvaro Pires da; IMHOFF, Silvia; LEÃO, Tairone

Paiva. Compressibilidade de um solo sob os sistemas de pastejo rotacionado irrigado e não irrigado. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 28, n. 6, p. 945-951, 2004.

7 LIMA, Cláudia Liane Rodrigues de; SILVA, Álvaro Pires da; IMHOFF, Silvia; LEÃO, Tairone

Paiva. Estimativa da capacidade de suporte do solo a partir da avaliação da resistência à penetração

(Enviado para publicação - 408/04). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v.30, n.2, 2006.

PARTICIPAÇÃO EM BANCAS DE COMISSÕES JULGADORAS

Participação em banca examinadora de dissertação de mestrado do Programa de Pós Graduação em

Agronomia intitulada Caracterização física de um solo construído na área de mineração de carvão de Candiota,-

RS. 2006. Universidade Federal de Pelotas.

Participação em banca examinadora de dissertação de mestrado do Programa de Pós Graduação em

Agronomia intitulada Armazenagem e Disponibilidade de água de um solo hidromórfico sob diferentes

sistemas de manejo de Eder Leomar dos Santos. 2005. Universidade Federal de Pelotas.

Participação em banca examinadora de dissertação de Mestrado do Programa de Pós Graduação em

Agronomia intitulada Avaliação dos atributos físicos de um complexo de solos hidromórficos sob diferentes

sistemas de manejo de Vanderléia Trevisan. 2005. , Universidade Federal de Pelotas.

PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS

1 VI Simpósio Nacional e Congresso Latino Americano - Recuperação de Áreas degradadas.

2005.

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2 XXX Congresso Brasileiro de Ciência do Solo. 2005.

3 Congresso Brasileiro de Agroecologia, V Seminário Internacional sobre Agroecologia, VI

seminário Estadual sobre Agroecologia. 2004.

4 Curso de introdução a docência na Universidade do Oeste de SC / UNOESC. 2004.

5 Curso Internacional de Redação Cientifica (teórico). 2004.

6 I Conferência Estadual de Organização dos Agricultores Irrigantes. 2004.

7 I Fórum Solos & Ambiente. 2004.

8 Qualidade do Solo e da Água na Agricultura Familiar. 2004.

9 V Curso de Atualização em Fertilidade do Solo. 2004.

10 V Reunião Sul Brasileira de Ciência do Solo. 2004.

11 XV Reunião Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água. 2004.

DEMAIS TRABALHOS

Atividades acadêmicas

Projeto RS Rural - Participação na amostragem de solos com estrutura preservada e alterada, na

avaliação da resistência à penetração e cobertura do solo; realização de cálculos e tabulação de dados

obtidos nas microbacias das regiões de Maximiliano de Almeida, RS (1000 ha) e de Arvorezinha, RS (130

ha) .

Organização de um banco de dados de compressibilidade de solos das regiões de Santa Maria e

Cruz Alta, RS, para posterior análise estatística e, redação de um artigo cientifico. O banco de dados

compreende parâmetros obtidos da curva de compressão uniaxial: pressão de preconsolidação e índice de

compressão, obtidos por três metodologias com auxilio do software Ccom (Reinert et al., 2003)5 para

condições diferenciadas de umidade e de manejo do solo.

Atuação como consultora científica da Revista Brasileira de Ciência do Solo - RBCS. (Período 2004 a

atual).

Viagem técnica a região da quarta colônia, RS (Silveira Martins), juntamente com alunos dos cursos

de graduação Zootecnia e Engenharia Florestal da Universidade Federal de Santa Maria/UFSM. Objetivo:

Visualização e caracterização de solos existentes nessa região. Maio/2005

5 REINERT, D.J.; ROBAINA, A.D.; REICHERT, J.M. Compress - software e proposta de modelo para descrever a compressibilidade dos solos e seus parâmetros. In: XXIX Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Ribeirão Preto, SP, 2003.

69

Viagem técnica juntamente com alunos do curso de Agronomia da Universidade Federal de Santa

Maria/UFSM. Objetivo: Visualização e caracterização dos principais solos da Depressão Central e

Campanha do RS. Junho/2005.

Colaboração em atividades de coleta e processamento de amostras de solo da área experimental da

Cotrijuí no município de Ijuí, RS. Outubro/2005.

Colaboração em atividades da disciplina de pós graduação em Física do Solo no Departamento de

solos, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria/UFSM. (período: dois semestres).

2004/2005.

Atuação como Consultora cientifica da Revista Ciência Rural (lista de consultores disponível em:

http:\\www.ufsm.br\ccr\revista\frame.html). (Período de 2004 a atual).

Docência orientada nas disciplinas de Solos Florestais e Introdução a Ciência do Solo nos cursos de

graduação em Engenharia Florestal e Zootecnia na Universidade Federal de Santa Maria/UFSM (período:

dois semestres) 2004/2005.

Participação do dia de campo e apresentação de resultados a agricultores, técnicos e produtores

referente ao tema: Compactação do solo e sua influência no rendimento das culturas promovido pela

COTRIJUI, no município de Ijuí, RS. 2006.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS DESPESAS EFETUADAS COM OS RECURSOS PROVENIENTES DA

TAXA DE BANCADA

Os recursos provenientes da taxa de bancada foram destinados à instalação e manutenção dos

experimentos, como aquisição de sementes, inseticidas, fungicidas, herbicidas, uréia, de material de

consumo (sacos plásticos, fitas adesivas, etc.), livros, material bibliográfico de auxilio, materiais de escritório

(papel, cartuchos de tinta, CDs, disquetes, envelopes, canetas, etc.), viagens técnicas de estudo;

congressos, reuniões, conferências, cursos, seminários, taxas para submeter artigos a revistas cientificas,

serviço de correio para envio de artigos ou documentos pertinentes ao projeto, manutenção e adaptação de

equipamentos de informática, conforme tabela abaixo:

70

Tabela 1 – Descrição resumida das despesas provenientes da taxa de bancada.

Especificação Valor (R$)

Aquisição de produtos e materiais para instalação de

experimentos

217,50

Material bibliográfico (cópias xerográficas) 1017,01

Materiais de escritório 1255,71

Viagens técnicas de estudo 650,59

Congressos e reuniões 2442,42

Conferências, cursos, seminários 297,60

Reparação, manutenção e adaptação de

equipamentos diversos e de informática

2300,00

Viagens de coleta a Cruz Alta, RS 154,00

Serviço de correio 116,75

Materiais diversos como (palitos, panos, buchas,

arames, etc...)

148,89

Livros 957,65

Taxas de publicações de artigos científicos 52,50

Total 9610,62