RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO · RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO Projeto Agrisus No: 1236/13 Período Relacionado: 01 de julho de 2015 a 31 de dezembro de 2015

RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO

Projeto Agrisus No: 1236/13

Período Relacionado: 01 de julho de 2015 a 31 de dezembro de 2015.

Título da Pesquisa: Estratégias para mitigação da compactação do solo no sistema plantio direto

Interessado (Coordenador do Projeto): Moacir Tuzzin de Moraes

Participantes: Henrique Debiasi; Renato Levien; Julio Cezar Franchini, Michael Mazurana e

Altamir Mateus Bertollo.

Instituição:

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Endereço: Av. Bento Gonçalves, 7712, Prédio 41506

Telefone: (55) 9934-7732

Email: [email protected]

Local da Pesquisa: Londrina/PR e Eldorado do Sul/RS

Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 44.000,00

Vigência do Projeto: 05.10.13 a 30.12.16

RESUMO DO RELATÓRIO: Só para relatórios FINAIS. 10 linhas com os objetivos da pequisa

seguidos das conclusões a que chegou, com ênfase na sustentabilidade dos sistemas, plantio

direto se houver e melhoria da fertilidade da terra.

QUARTO RELATÓRIO PARCIAL:

1. INTRODUÇÃO:

O sistema plantio direto (SPD) tem sido reconhecido como o sistema de manejo do solo mais

importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas brasileiros. A expansão da área agrícola

manejada sob SPD, hoje estimada em cerca de 32 milhões de hectares, só foi possível em função do

desenvolvimento continuado de soluções tecnológicas para superar os problemas e as dificuldades

relacionadas ao manejo desse sistema, bem como para aperfeiçoá-lo e adaptá-lo às diferentes regiões

do país. No entanto, apesar dos quase 40 anos de pesquisas e observações acumuladas por produtores,

técnicos e pesquisadores, alguns problemas ainda persistem e, merecem ser mais bem estudados.

Dentre eles, destaca-se a existência, em quase todas as áreas sob SPD, de uma camada de maior grau

de compactação, geralmente posicionada a 0,1-0,2 m de profundidade (Debiasi et al., 2010; Franchini

et al., 2011).

Dentre as principais classes de solos de ocorrência no Brasil, destacam-se os Latossolos e

Argissolos, que representam 58% dos solos brasileiros, sendo que estes são os principais solos

utilizados para cultivo de sequeiro no Brasil. Considerando que estes solos apresentam potenciais

para ocorrência dos processos de compactação do solo, requer que sejam determinados quais são os

limites críticos para o crescimento e desenvolvimento das culturas produtoras de grãos e também para

a recuperação física dos solos por espécies vegetais. Entretanto, até o momento não há clareza de

quais são os níveis críticos de compactação do solo, aos quais plantas toleram sem que ocorram perdas

produtivas. Isso favorece que em muitos casos, seja indicada a utilização de práticas invasivas,

principalmente a escarificação do solo no sistema plantio direto, interferindo na estruturação do solo

e na dinâmica da água e de nutrientes para as plantas, colocando em risco a sustentabilidade do

sistema plantio direto. Portanto, as práticas de manejo que mobilizam intensamente o solo no sistema

plantio direto, podem causar desestruturação do sistema, o qual levará muito mais tempo para que

chegar a um novo estado de equilíbrio. Considerando que no Brasil existem aproximadamente 32

milhões de hectares em sistema plantio direto, sendo que isso está sendo direcionado para uma nova

etapa deste sistema, o qual necessita que sejam identificados os limites críticos das principais

propriedades emergentes, para que assim, seja possível preservar o ambiente e produzir alimentos de

forma sustentável.

A degradação da qualidade física do solo causada pelo processo de compactação podem

diminuir a produtividade das culturas, especialmente em anos secos e/ou com excesso de chuvas

(Torres & Saraiva, 1999), e com isso, podem colocar em risco a sustentabilidade do SPD. Isso porque

a degradação da qualidade física do solo reduz o desenvolvimento radicular e a disponibilidade de

água, oxigênio e nutrientes às plantas. Além disso, a compactação exerce efeitos negativos sobre o

ambiente, aumentando as perdas de água e nutriente, as emissões de gases causadores do efeito estufa

e a poluição dos recursos hídricos.

Uma das medidas preconizadas para melhorar a qualidade física de solos compactados é a

adoção de sistemas de rotação de culturas que contemplem plantas com elevado potencial de

produção de fitomassa e caracterizadas por um sistema radicular abundante, profundo e agressivo.

Entretanto, existem poucos trabalhos de pesquisa a respeito da eficiência e do tempo necessário para

que as culturas de cobertura reduzam o grau de compactação do solo a níveis não limitantes ao

crescimento das plantas. Assim, persistem dúvidas quanto à eficiência dessa prática, principalmente

no que se refere à produtividade e desempenho econômico das culturas durante o período de

recuperação do solo, que pode ser longo (Corsini & Ferraudo, 1999). Concomitantemente, existem

poucas informações a respeito do grau de compactação acima do qual a recuperação por métodos

biológicos torna-se técnica e economicamente inviável. Neste contexto, a utilização de hastes

sulcadoras para a deposição do adubo na semeadura pode reduzir os efeitos negativos da compactação

do solo sobre o desenvolvimento das culturas principalmente enquanto a recuperação da qualidade

física do solo por métodos biológicos está em andamento.

A falta de uma resposta consistente ao uso de métodos biológicos de recuperação de solos

compactados, em termos de melhoria da qualidade física do solo, tem colocado em risco a

sustentabilidade do SPD, e muitas vezes a escarificação tem sido indicada como alternativa ao

rompimento de camadas compactadas de solo no SPD (Klein & Camara, 2007). Embora a

escarificação seja capaz de romper camadas compactadas de solo de modo imediato, os seus efeitos

persistem, em geral, por um período efêmero, igual ou inferior a um ano (Veiga et al., 2007), uma

vez que essa operação não elimina a causa da compactação do solo, mas somente os sintomas

(Franchini et al., 2009). No entanto, é possível que a associação da escarificação com espécies

vegetais caracterizadas por uma elevada produção de fitomassa e por um sistema radicular agressivo,

abundante e profundo se constitua em uma prática eficiente para a descompactação do solo em curto

prazo.

Existem diversos indicadores do estado de compactação do solo, sendo a RP, a

macroporosidade e a densidade do solo (Ds) os mais utilizados. Atualmente, o grande desafio é

estabelecer, para esses indicadores, valores considerados críticos ou restritivos ao crescimento das

plantas. Entretanto, há pequena sensibilidade dos indicadores físicos tradicionalmente utilizados (Ds,

porosidade e RP) em detectar alterações no volume, geometria e continuidade dos bioporos (Reichert

et al., 2007). Assim, a utilização de indicadores quantitativos e semi-quantitativos da estrutura do

solo, tais como, a avaliação visual da qualidade do solo (VESS) (Guimarães et al., 2011) e os

parâmetros anatômicos do sistema radicular das culturas (Bergamim et al., 2010) podem ser úteis na

detecção de melhorias da qualidade física do solo pelo uso de plantas de cobertura.

Assim, o projeto tem por objetivos: 1) avaliar o potencial de diferentes espécies vegetais na

entressafra da soja, para a recuperação física de camadas com diferentes graus de compactação do

solo no curto prazo e; 2) Selecionar indicadores do estado de compactação do solo e determinar os

respectivos valores críticos ao desenvolvimento das plantas.

2. MATERIAIS & MÉTODOS

De janeiro a junho de 2014, fizemos:

i) Condução dos experimentos em Londrina e Eldorado do Sul.

ii) Coleta de raízes de soja, milho e brachiária em Londrina.

iii) Coleta de raízes de soja em Eldorado do Sul.

iv) Coleta e análises de componentes de rendimento e produtividade de grãos da soja em

Londrina e Eldorado do Sul.

v) Escaneamento e processamento de raízes de soja em Londrina e Eldorado do Sul e de

milho e brachiária em Londrina.

De julho a dezembro de 2014, Fizemos:

vi) Coleta de raízes de aveia preta e trigo em Londrina.

vii) Colheita das culturas de milho e trigo conduzidas na safra de inverno em Londrina.

viii) Coleta de massa da parte aérea das culturas de milho, brachiária, aveia e trigo em

Londrina.

ix) Coleta de amostras indeformadas de solo para análises de atributos físicos em Londrina.

x) Análise de resistência do solo à penetração com penetrômetro de campo em Londrina.

xi) Análise de infiltração tridimensional de água no solo e condutividade hidráulica saturada

no campo em Londrina.

xii) Análise de atributos físicos do solo no Laboratório de Física do solo da Embrapa Soja.

xiii) Coleta de raízes das culturas de aveia preta e trigo em Londrina.

xiv) Lavagem e escaneamento das raízes de aveia preta e trigo em Londrina.

xv) Processamento das imagens de raízes de soja, milho, aveia, brachiária e trigo no

programa Safira®.

xvi) Processamento de amostras indeformadas de solo coletadas em Eldorado do Sul, no

Laboratório de Física do Solo da UFRGS.

xvii) Análise de resistência do solo à penetração no campo no experimento em Eldorado do

Sul.

xviii) Coleta de raízes de trigo em Eldorado do Sul.

xix) Coleta de amostras indeformadas no experimento em Eldorado do Sul.

xx) Processamento das raízes de trigo conduzidas em Eldorado do Sul.

xxi) Colheita de trigo no experimento em Eldorado do Sul.

xxii) Colheita de massa da parte aérea de trigo no experimento em Eldorado do Sul.

xxiii) Processamento das amostras indeformadas coletadas em Eldorado do Sul, no laboratório

de física do solo da UFRGS.

xxiv) Análises anatômicas de raízes de soja conduzidas em Londrina, no laboratório de

anatomia vegetal da UFRGS.

xxv) Processamento dos resultados de raízes das culturas de Londrina e de Eldorado do Sul.

De janeiro a junho de 2015, Fizemos:

xxvi) Condução da cultura da soja em Londrina e milho em Eldorado do Sul.

xxvii) Coleta de raízes de Soja em Londrina.

xxviii) Coleta de amostras indeformadas de solo para análises de atributos físicos em Londrina.

xxix) Lavagem e escaneamento das raízes de soja em Londrina.

xxx) Coleta de massa da parte aérea da soja em Londrina.

xxxi) Colheita da cultura da soja em Londrina e de milho em Eldorado do Sul.

xxxii) Análise de atributos físicos do solo no Laboratório de Física do solo da Embrapa Soja

(em andamento).

xxxiii) Análise de atributos físicos do experimento de Eldorado do Sul no Laboratório de Física

do Solo da UFRGS.

xxxiv) Processamento das imagens de raízes de soja safra 2013/14 e 2014/15 e demais culturas

de inverno de 2014 de Londrina, além do processamento das raízes de soja de 2013/14 de

Eldorado do Sul, todas no programa Safira® (em andamento).

De julho a dezembro de 2015, Fizemos:

xxxv) Análise de atributos físicos do solo no Laboratório de Física do solo da Embrapa Soja

(em andamento).

xxxvi) Processamento das imagens de raízes de soja safra 2013/14 e 2014/15 e demais culturas

(Milho, trigo, brachiária e aveia) de inverno de 2014 de Londrina, além do

processamento das raízes de soja de 2013/14 de Eldorado do Sul, todas no programa

Safira® (em andamento).

xxxvii) Desenvolvimento dos trabalhos para modelagem do crescimento radicular em função de

limitações físicas do solo, no período de doutorado sanduíche do Doutorando Moacir

Tuzzin de Moraes no Instituto James Hutton na Escócia, UK.

O projeto está sendo realizado em dois experimentos, implantados em dois locais. O primeiro

experimento está localizado na Fazenda Experimental da Embrapa Soja, em Londrina/PR, e iniciou

em 2013, sobre um Latossolo Vermelho Distroférrico com textura muito argilosa (75% de argila). O

segundo está sendo conduzido na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul (UFRGS), no município de Eldorado do Sul/RS, em Argissolo Vermelho Distrófico

com textura franco-argilo-arenosa (24% de argila). No período de junho de 2015 até maio de 2016, o

doutorando Moacir está realizando um período de Doutorado Sanduiche no Instituto James Hutton,

na Escócia, Reino Unido, para aprimorar as análises dos resultados coletados neste experimento.

Experimento 1 – Londrina/PR (Embrapa Soja)

O experimento está implantado em uma área da Fazenda Experimental da Embrapa Soja, no

município de Londrina/PR (23°11’ S e 51°11’ W, altitude de 600 m), situada em região que apresenta

clima tipo Cfa, subtropical úmido mesotérmico, segundo a classificação de Köppen, com médias

anuais de 20°C de temperatura e de 1340 mm de precipitação. O solo desta área é classificado como

Latossolo Vermelho Distroférrico.

O experimento consiste em um fatorial 4x4 (espécies vegetais x níveis de compactação) sob

o delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições e parcelas subdivididas. O fator

espécie vegetal, nas parcelas, é constituído por quatro espécies vegetais de outono-inverno: (i) trigo;

(ii) milho 2ª safra; (iii) Urochloa ruziziensis (Brachiária); e (iv) aveia preta. O fator nível de

compactação, alocado nas subparcelas, consistem de quatro estados de compactação (EC)

estabelecidos por diferentes intensidades de tráfego e mobilização do solo: Esc = sistema plantio

direto (SPD) com mobilização de solo por meio de um escarificador de 5 hastes espaçadas 35 cm

entre si, equipado com rolo destorroador e ponteiras com 8 cm, sendo a profundidade média de

escarificação equivalente a 25 cm; SPD = SPD sem compactação adicional e sem escarificação; C4

= SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator CBT 4 x 2 TDA, modelo 8060,

equipado com estrutura para pá/concha na dianteira, pneus dianteiros Goodyear 14.9-24 R1 e traseiros

Goodyear 18.4-34 R1, completo em lastros (metálicos e líquido nos pneus), com massa total de 7,2

Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora SLC 6200 com o

depósito de grãos vazio, equipada com plataforma de colheita de milho (4 linhas), pneus dianteiros

Pirelli 18.4-30 R1 e traseiros Pirelli 9.00-16, com massa total de 9,5 Mg. No momento da realização

dos tráfegos, o solo se encontrava na capacidade de campo (conteúdo de água do solo na camada de

0-20 cm de 0,33 g g-1). A escarificação foi realizada quatro dias depois, quando o solo se encontrava

em sua consistência friável (conteúdo de água de 0,29 g g-1, na camada de 0-20 cm). No inverno do

primeiro ano (2013) foi implantada a cultura do trigo em todas as parcelas (12 repetições). No verão

(2013/14), foi implantada a cultura da soja em todos os tratamentos. No inverno do segundo ano

(2014) foi implantada as culturas que compõem o segundo fator (trigo, milho, aveia preta e

brachiária). No verão (2014/15) foi implantada a cultura da soja em todos os tratamentos, sendo esta

a cultura avaliada e atualizada neste relatório.

Experimento 2 – Eldorado do Sul/RS (Estação Experimental Agronômica da Universidade

Federal do Rio Grande do Sul)

O experimento está implantado em uma área da Estação Experimental Agronômica da

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), no município de Eldorado do Sul/RS,

na região fisiográfica da Depressão Central. O solo é classificado como Argissolo Vermelho

Distrófico. A textura superficial deste solo é franco-argilo-arenosa. A área apresenta uma declividade

média de 0,03 m m-1. O clima da região é subtropical úmido (Cfa, pela classificação de Koppen), com

temperaturas médias mensais variando de 13,9ºC e 24,9ºC e precipitações médias entre 96 mm e 168

mm, totalizando 1440 mm anuais.

O experimento consiste em um delineamento experimental de blocos ao acaso com três

repetições. Os tratamentos são constituídos por seis níveis de compactação: (Esc) Preparo reduzido

com escarificação do solo, sem tráfego; (SPD) SPD sem tráfego adicional; e SPD trafegado por duas

(C2); quatro (C4); oito (C8) e doze (C12) vezes com um trator Valtra, modelo BM125i, com massa

de 5,3 t, com pneus dianteiros 14.9-26R1 e traseiros 23.1-30R1, com pressão de insuflagem de 219,78

e 153,18 kPa, respectivamente. A pressão de contato dos pneus dianteiros e traseiros com o solo,

determinada pelo método de O’Sullivan et al. (1999), foi de 183 e 155 kPa, respectivamente. No

verão de 2013/14 foi implantada a cultura da soja, e no inverno de 2014 foi cultivado a cultura do

trigo. No verão do segundo ano (2014/2015) foi implantada a cultura do milho.

Amostragem de solo para propriedades físicas

As amostragens de solo são realizadas nas entrelinhas de cultivo durante o ciclo vegetativo

das culturas (verão 2013/2014, inverno 2014 e verão 2014/15 {ainda estão sendo processadas}),

utilizando anéis metálicos (diâmetro e altura de 0,05 m) e serão realizadas após cada cultivo (inverno

de 2015). Amostras indeformadas de solo por parcela e camada (0,0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m),

foram coletadas para determinação da densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade,

resistência do solo à penetração e a curva de retenção de água do solo.

Amostragem de solo para propriedades químicas

As amostras de solo foram coletas após o cultivo da safra de verão 2013/14. Em cada parcela,

foram abertas trincheiras com pá de corte, onde foi coletado o solo nas camadas de 0,0-0,10, 0,10-

0,20 e 0,20-0,30 cm. Logo após a coleta, o solo foi seco em estufa de circulação forçada de ar ±40ºC,

peneirado em malha de 2 mm e armazenado para as análises.

Determinação das propriedades físicas do solo

No laboratório, as amostras são preparadas com a retirada do excesso de solo. Em seguida, as

mesmas são saturadas em recipientes por meio da manutenção de uma lâmina de água máxima de

dois terços da altura dos anéis metálicos por aproximadamente 72 horas, até a completa saturação do

solo. Após a saturação, passam para a determinação da resistência do solo à penetração e da curva de

retenção de água no solo (CRA).

Em cada experimento, as amostras são submetidas aos potenciais matriciais de -3 e -6 kPa

utilizando mesa de tensão (EMBRAPA, 1997). Posteriormente, grupos de amostras são submetidos

à tensões equivalentes a um dos seguintes potenciais matriciais: -10; -33; -100; -500 kPa por meio de

pressões aplicadas em câmaras de Richards com placas porosas. Após atingirem o equilíbrio em cada

potencial matricial (-6; -10; -33; -100 e -500 kPa), as amostras são pesadas e determinada a RP

utilizando um penetrógrafo estático de bancada. O penetrógrafo, modelo MA-933 da marca Marconi,

é constituído de uma haste metálica com um cone na sua extremidade com semi-ângulo de 30°,

diâmetro de 4 mm e área da base de 0,1256 cm2, ligado a um medidor composto por uma célula de

carga com capacidade nominal de 20 kgf. A velocidade de penetração será de 20 mm min-1. Logo

após, as amostras são secas em estufa a ±105°C por 24h. O θ é quantificado pelo quociente da massa

de água retida na amostra em cada potencial matricial em relação ao volume do solo de cada amostra.

A Ds é obtida conforme metodologia descrita em Embrapa (1997). A resistência do solo à penetração

também é avaliada no campo, utilizando um penetrômetro estático digital. Juntamente com esta

análise, determina-se o conteúdo de água do solo.

A determinação do conteúdo de água retido nos potenciais de -1.000 e -1.500 kPa, é

empregado com auxílio de um psicrômetro modelo WP4-C, utilizando amostras deformadas (KLEIN

et al., 2006). Assim, o conteúdo gravimétrico de água do solo é multiplicado pelo valor médio de Ds

em cada repetição de campo dos tratamentos, resultando no θ no potencial de -1.000 e -1.500 kPa.

São determinados os conteúdos de água na capacidade de campo e no ponto de murcha permanente,

para realizar a determinação da capacidade de água disponível e da fração de água disponível na

camada de 0,0-0,30 m.

No campo, é determinada a infiltração tridimensional de água no solo e a condutividade

hidráulica do solo (permeabilidade do solo) utilizando um permeâmetro modelo IAC (Vieira, 1998).

O qual funciona baseado no princípio de Mariotte, fornecendo água sob carga constante a um orifício

feito no solo com dimensão de 5 cm. As determinações são realizadas na superfície e nas

profundidades de 0,10 e 0,20 m.

Determinação dos parâmetros radiculares

Em Londrina, foram coletadas raízes das plantas de trigo (inverno 2013) (Figura 1a) e soja

(safra 2013/14 e 2014/15) (Figura 1b). No inverno de 2014 foram coletadas raízes de Urochloa

ruziziensis (Figura 1c), milho (Figura 1d), trigo (Figura f) e aveia preta (Figura g). Além de raízes de

soja (safra 2013/14) (Figura 1e) e de trigo (inverno 2014) (Figura 1h) em Eldorado do Sul, todas

coletadas conforme metodologia de monólitos (BÖHM, 1979). As raízes foram lavadas e

armazenadas em álcool 70% (Figura 2) até realização do escaneamento para determinação do volume,

comprimento, área superficial, diâmetro e densidade radicular utilizando o software Safira®. A massa

verde e seca das raízes foram determinadas.

a) b) c)

d) e)

Figura 1. Coleta de monólitos para quantificação de raízes de trigo (a,f), soja (b), Urochloa ruziziensis

(c), milho (d) e aveia preta (g) em Londrina e, de soja (e) e trigo (h) em Eldorado do Sul.

Figura 2. Raízes de aveia preta, na camada de 0-10 cm, em função de níveis de compactação em

Latossolo Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto;

C4: SPD com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa

total de 9,5 Mg.

Anatomia radicular

A anatomia das raízes das culturas de soja e milho, presentes nas camadas de 0,0-0,10 m, está

f) g) h)

sendo determinada por meio de metodologia descrita em Bergamin et al. (2010). As raízes são

cortadas em fragmentos de 5 mm, fixados em formalina‑acetato‑álcool etílico a 50% (F.A.A. 50%)

e/ ou em Glutaraldeido (1% em tampão fosfato 0,1M, pH 7,2), e mantidas embebidas nesta solução

até o processo de desidratação em série alcoólica. A desidratação é realizada em série alcoólica, e os

fragmentos de raízes são embebidos em historesina. Após a preparação do material, são feitas secções

finas (0,5 µm) em micrótomo. As secções são transferidas para lâminas permanentes para os

procedimentos, as quais são coradas com Azul de Toluídina 0,05% (aq.) (Hagquist, 1974). Depois de

serem montadas as lâminas permanentes, as imagens são obtidas em um microscópio óptico com

iluminação de campo claro e de contraste diferencial, e, em seguida, são realizadas as medidas da

área do cilindro vascular com xilema e floema. Assim, determina-se a razão entre o xilema e floema

das raízes de soja.

Determinação das propriedades químicas do solo

O teor de carbono orgânico total (C) e nitrogênio total (N) são determinados pelo método da

combustão a seco, utilizando um analisador elementar orgânico de C e N (modelo Flash 2000). As

amostras são moídas após secagem por 24 h a 60ºC. Em seguida, as amostras são pesadas em balança

analítica específica, utilizando-se 40 mg de amostras para a análise.

Os demais atributos químicos do solo são quantificados de acordo com a metodologia de

Pavan et al. (1992). São determinados os valores do potencial hidrogeniônico (pH) em solução de

CaCl2 0,01 mol L-1 na relação 1:2,5 (solo:solução); cálcio (Ca), magnésio (Mg) e alumínio (Al)

extraídos com solução de KCl 1 mol L-1 na relação 1:10 (solo:solução), sendo Ca e Mg determinados

por espectrofotometria de absorção atômica e Al por titulação com NaOH 0,015 N, sendo utilizado o

indicador azul de bromotimol; acidez potencial (H + Al) pelo pH em SMP, a partir da curva de

calibração do pH SMP versus H + Al para os solos do Paraná; fósforo (P) e potássio (K) são extraídos

com solução de Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L-1 + H2SO4 0,025 mol L-1), e determinados por colorimetria

(espectofotômetro a 630 nm) e fotometria de chama, respectivamente (FRANCHINI et al., 2000).

Os valores de soma de bases (SB) são obtidos em função da soma dos valores dos cátions

trocáveis (Ca2+ +, Mg2+ +, K+, Na+). A capacidade de troca de cátions a pH 7,0 (T) é determinada pela

soma dos valores de SB com os valores de H+Al. A saturação de bases (V%) é quantificada pela

relação percentual da SB com o valor de T.

Parâmetros de plantas

A produtividade de grãos das culturas de trigo (Londrina) e soja (Londrina e Eldorado do Sul)

são determinadas pela colheita mecânica das linhas centrais de cada parcela. No inverno de 2014,

foram determinadas as produtividades dos grãos de milho e de trigo no experimento de Londrina e,

trigo no experimento de Eldorado do Sul. Os grãos são limpos e pesados, e os valores obtidos

corrigidos para uma umidade de 13%. Nos grãos obtidos da cultura do trigo, foi determinado o peso

hectolitro (PH), sendo que é uma análise física do grão, e é a massa de 100 litros de trigo expressa

em kg hl-1. Na ocasião da colheita da soja, são avaliadas as seguintes características na área útil: altura

da planta, dada pela distância do colo da planta até a extremidade da haste principal, em cm, medida

em cinco plantas aleatoriamente; altura de inserção do primeiro legume dada pela distância do colo

da planta até a extremidade inferior do primeiro legume, em cm, de cinco plantas tomadas

aleatoriamente. Na ocasião da colheita do milho, são avaliadas as seguintes características na área

útil: altura da planta, dada pela distância do colo da planta até a inserção da última folha, medida em

cinco plantas aleatoriamente; altura de inserção da espiga, dada pela distância do colo da planta até a

extremidade inferior da inserção da espiga, de cinco plantas tomadas aleatoriamente. A massa de mil

grãos, em todas as culturas, é determinada conforme metodologias descritas nas regras para análises

de sementes (BRASIL, 2009). Sendo determinada a produção de matéria seca das culturas de

cobertura do solo (Urochloa ruziziensis e aveia preta).

Modelagem do crescimento radicular

Um modelo de crescimento radicular está sendo elaborado com dados climáticos, do solo e

características das culturas. Assim, este modelo possibilitará simular o crescimento radicular das

culturas em função das condições físicas do solo, do fluxo de água no solo e das condições

meteorológicas do local. O modelo de crescimento radicular será realizado em linguagem

MATLAB® usando os códigos do programa RootBox (Leitner et al., 2010a,b), os resultados de

crescimento radicular das culturas no campo serão utilizados para a validação.

Análise estatística

As análises estatísticas são realizadas em separado para local de condução experimental, tendo

em vista que uma análise conjunta não é possível pela variação na composição dos modelos de

produção testados em cada região. Os resultados são submetidos à análise de variância e as médias

comparadas por meio do teste de Tukey, a 5 % de probabilidade de erro, por meio do programa

Statistical Analisys System.

3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO (salientar os resultados que eram esperados na carta

consulta)

Resultados experimento de Londrina: Produtividade de grãos de trigo e de soja em função do

estado de compactação de um Latossolo Vermelho

Em primeiro lugar, não houve diferenças significativas no conteúdo de água do solo no

momento da determinação da RP, em todas as camadas avaliadas. Em média, o conteúdo médio de

água no momento da determinação da RP foi 0,32 g g-1 em todas as camadas avaliadas, o qual

corresponde à capacidade de campo deste Latossolo. Os valores de densidade do solo, porosidade

total, macroporosidade, microporosidade e RP indicam que o grau de compactação do solo nas

camadas de 0-10 e 10-20 cm aumentou proporcionalmente com incremento da intensidade do tráfego

(Tabela 1), conforme já relatado por MORAES et al. (2013). Por outro lado, a escarificação do solo

no tratamento EC1 resultou no menor grau de compactação do solo nestas camadas. Na camada de

20-30 cm, as diferenças entre os tratamentos foram menores e, de modo geral, revelaram um maior

grau de compactação nos tratamentos com compactação adicional pelo tráfego de trator (C4) e

colhedora (C8) em relação ao SPD escarificado (Esc) e ao SPD sem tráfego e escarificação (SPD),

os quais não diferiram significativamente entre si. Isso demonstra que o efeito do tráfego tanto da

colhedora quanto do trator alterou a qualidade física do solo até, pelo menos, 30 cm de profundidade.

Os resultados comprovam a existência de diferenças na qualidade física do solo entre os diferentes

estados de compactação do solo, principalmente nas camadas de 0-10 e 10-20 cm, o que é pré-

requisito para estudos visando o estabelecimento de limites críticos para atributos físicos do solo.

Além disso, os dados da Tabela 1 indicam que os indicadores com maior sensibilidade aos diferentes

estados de compactação do solo foram, em ordem, macroporosidade, RP e densidade do solo,

concordando com Debiasi e Franchini (2012). Cabe salientar ainda que a sensibilidade da RP tende a

ser maior caso a mesma seja avaliada em condição de solo mais seco (MORAES et al., 2013).

Tabela 1. Densidade (DS), porosidade total (PT), macroporosidade (MA), microporosidade (MI) e

resistência mecânica à penetração (RP) do solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, em

diferentes estados de compactação de um Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja,

Londrina/PR, 2013.

Estado de

compactação1 DS PT MA MI RP

---- Mg m-3 --- ------------------------- m3 m-3 ----------------------

- ----- kPa -----

------------------------------------------ 0-10 cm -------------------------------------------

---

Esc 1,01 c 0,58 a 0,20 a 0,38 c 497 d

SPD 1,21 b 0,55 b 0,11 b 0,44 b 1476 c

C4 1,35 a 0,51 c 0,04 c 0,47 a 1790 b

C8 1,39 a 0,50 c 0,01 d 0,48 a 2458 a

------------------------------------------ 10-20 cm ------------------------------------------

-

Esc 1,16 c 0,55 a 0,12 a 0,43 c 968 c

SPD 1,26 b 0,54 a 0,08 b 0,45 b 2177 b

C4 1,34 a 0,51 b 0,05 c 0,46 ab 2092 b

C8 1,37 a 0,51 b 0,03 d 0,48 a 2582 a

------------------------------------------ 20-30 cm ----------------------------------------

Esc 1,27 b 0,52 b 0,06 ab 0,46 b 1438 b

SPD 1,26 b 0,54 a 0,07 a 0,47 b 2224 a

C4 1,32 a 0,52 b 0,04 b 0,48 ab 2334 a

C8 1,33 a 0,52 b 0,04 b 0,49 a 2647 a 1 Esc = sistema plantio direto (SPD) escarificado; SPD = SPD sem compactação adicional e sem

escarificação; C4 = SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator com massa total de

7,2 Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora com massa total

de 9,5 Mg. Médias seguidas pela mesma letra nas colunas, dentro de cada camada, não diferem

significativamente pelo teste de Tukey (p < 0,05).

A produtividade de grãos de trigo no ano agrícola de 2013 não foi influenciada pelos

tratamentos (Figura 3a), entretanto, o cultivo de trigo no ano agrícola de 2014, resultou em diferenças

significativas de produtividade de grãos (Figura 3d). Dessa forma, os valores de produtividade de

grãos de trigo no ano de 2013 não apresentaram relações significativas com os atributos físicos

avaliados nas três camadas de solo. Resultados similares foram obtidos por Collares et al. (2008) que,

em trabalho conduzido sobre um Latossolo Vermelho argiloso (607 g kg-1 de argila), concluíram que

a produtividade do trigo não foi significativamente alterada tanto pela compactação por quatro

passadas de uma pá carregadeira com 16,6 Mg de massa total, quanto pela escarificação, em relação

ao tratamento sem compactação e sem escarificação.

Figura 3. Produtividade de grãos de trigo 2013 (a), soja 2013/14 (b), milho 2014 (c) e de trigo

2014 (b) em função de níveis de compactação em um Latossolo Vermelho. Esc: preparo reduzido

com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD com 4 tráfegos com trator de 7,2

Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de 9,5 Mg. Barras verticais indicam o

desvio padrão da média. Médias seguidas de mesmas letras não diferem entre si pelo teste de Duncan

5%.

Entretanto, reduções significativas da produtividade do trigo em função do aumento do estado

de compactação do solo foram detectadas nos estudo conduzidos por Silva (2003) e Secco et al.

(2004). É provável que a falta de resposta da produtividade do trigo, no ano agrícola de 2013, em

função do aumento do estado de compactação do solo esteja associada à adequada disponibilidade

hídrica durante o ciclo da cultura (em 2013), conforme verificado por Torres e Saraiva (1999). Cabe

ainda salientar que a produtividade do trigo não foi beneficiada pela realização de escarificação no

SPD, concordando com Franchini et al. (2012).

Tabela 2. Produtividade de grãos do trigo e da soja em diferentes estados de compactação de um

Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra 2013/2014.

Estado de compactação1 Produtividade de grãos

Trigo Soja

------------------------------------ kg ha-1 -------------------------------

--

Esc 3100 n.s 3090 ab

SPD 2908 3210 a

C4 3061 3126 a

C8 3009 2904 b 1 Esc = sistema plantio direto (SPD) escarificado; SPD = SPD sem compactação adicional e sem

escarificação; C4 = SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator com massa total de

7,2 Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora com massa total

de 9,5 Mg. Médias seguidas pela mesma letra nas colunas, dentro de cada camada, não diferem

significativamente pelo teste de Tukey (p < 0,05). n.s. = não significativo (Teste F, p<0,05).

Por outro lado, a produtividade de grãos da soja variou significativamente em função dos

estados de compactação (Tabela 3). Os resultados demonstram que o tratamento com maior

compactação (C8) resultou na menor produtividade de grãos da soja, sem diferir, no entanto, do

tratamento com escarificação. A produtividade de grãos de soja no solo escarificado foi reduzida em

relação ao SPD, evidenciam que a escarificação não se mostrou uma prática tecnicamente viável

mesmo quando comparada ao tratamento com maior grau de compactação. Reduções da

produtividade de grãos da soja em função do aumento do estado de compactação do solo foram

observadas em outros estudos (BEUTLER et al., 2005; 2008), e estão provavelmente relacionadas à

redução da disponibilidade hídrica pela menor infiltração de água e pela restrição ao desenvolvimento

radicular da cultura. Dentro os atributos físicos estudados, o atributo que apresentou maior relação

com a produtividade de grãos de soja foi a RP na camada de 0-20 cm, determinada com penetrômetro

de campo (Figura 16). A produtividade de grãos da soja variou de forma quadrática em função do

aumento da RP (Figura 3), demonstrando que um grau de compactação muito baixo (resultado da

escarificação) ou muito alto (resultado do tráfego de máquinas) reduziu o potencial produtivo da

cultura. Beutler et al. (2005) também obtiveram resposta quadrática da produtividade de grãos da soja

ao aumento do grau de compactação do solo, em Latossolos de textura média e argilosa. A equação

da Figura 4 indica que a máxima produtividade de grãos da soja ocorre com uma RP de 1477 kPa

(camada de 0-20 cm), determinada na condição de umidade de capacidade de campo. No entanto,

reduções de 10% e de 20% em relação a máxima produtividade de grãos da cultura da soja, ocorrem

a partir de valores de RP de 2,5 MPa e 3,0 MPa, respectivamente. Indicando que os limites críticos

de RP devem ser maiores do que os valores de 2 MPa amplamente indicados nas bibliografias (Taylor

et al., 1966), concordando com Moraes et al. (2014) os quais indicam que os limites críticos de RP

de 2 MPa são muito conservadores e devem ser alterados em função do preparo do solo.

Figura 4. Relação entre a produtividade da soja e a resistência mecânica do solo à penetração média

na camada de 0-20 cm em Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra

2013/2014.

A produtividade de grão de milho foi influenciada pelos níveis de compactação (Figura 15c).

As maiores produções foram obtidas no SPD e C4. A escarificação do solo e o tráfego da colhedora

proporcionaram reduções de produtividade de grãos do milho. Indicando assim, que os limites críticos

à produtividade de grãos do milho foram atingidos. Níveis baixos de compactação do solo, no solo

escarificado, reduziram a produtividade de grãos do milho, provavelmente em função da redução do

armazenamento de água no solo. Assim, isso indica que o solo deve ser mantido entre uma faixa

ótima de densidade do solo para que proporcione as melhores respostas produtivas às culturas. A

escarificação do solo pode prejudicial tanto quanto altos níveis compactação para a produtividade de

grãos de milho.

A produção de massa seca da parte aérea das culturas de trigo em 2013 ou 2014 (Figura 5a,

5b), de soja (Figura 5b), de brachiária (Figura 5c) e de aveia preta (Figura 5e) não foram alteradas

significativamente em função dos tratamentos. Assim, somente a produção de massa seca da parte

aérea de milho (Figura 5d) foi alterada em função dos níveis de compactação do solo, indicando que

houve a maior produção no C4, não diferindo do SPD. Entretanto relações da produção de massa,

principalmente de brachiária e de aveia preta com a densidade do solo, podem indicar que há uma

faixa ótima de densidade do solo para o seu desenvolvimento.

y = -0,0003x2 + 0,8866x + 2623.7R² = 0.60*

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Pro

du

tivid

ad

e, kg

ha

-1

Resistência do solo à penetração, kPa

Figura 5. Massa seca da parte aérea de trigo em 2013 (a), de soja em 2013/14 (b), de brachiária (c),

milho (d), aveia (e) e de trigo em 2014 (f) em função de níveis de compactação em Latossolo

Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD

com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de

9,5 Mg. Barras verticais indicam o desvio padrão da média. Médias seguidas de mesmas letras não

diferem entre si pelo teste de Duncan 5%.

No cultivo de inverno ou 2ª safra em 2014, a produção de raízes até 50 cm de profundidade

indicou que a brachiária foi a cultura que mais produziu raízes (Figura 6). Assim, as culturas utilizadas

no cultivo de inverno (ou segunda safra) em Londrina, podem ser ranqueadas em função da produção

de raízes: Brachiária > Milho > Aveia preta > trigo (Figura 6). A cultura da brachiária produziu 2,5

vezes mais massa de raízes do que a cultura do trigo, demonstrando que este maior aporte de raízes

no solo poderá ser benéfico para o desenvolvimento da próxima cultura. Assim, com o uso de

brachiária, haverá produção de maior quantidade de poros biológicos contínuos que favorecerão a

infiltração de água no solo, além de ser uma cultura com maior potencial para reduzir os níveis de

compactação causados pelo tráfego de máquinas agrícolas no solo.

Figura 6. Produção média de massa seca de raízes de culturas de 2ª safra e de inverno, na camada de

0 a 50 cm, independente do nível de compactação em um Latossolo Vermelho. Londrina, PR, 2014.

A produção de raízes, nas camadas até 50 cm de profundidade, das culturas de trigo em 2013

ou 2014 (Figura 7a,f), soja (Figura 7b), brachiária (Figura 7c), milho, (Figura 7d) e aveia preta (Figura

7e) em função de níveis de compactação indicam que há alterações da produção de raízes em função

da cultura e do nível de compactação a qual foram submetidas.

Os resultados das análises morfológicas do sistema radicular da soja (cultivada em 2013/2014)

possibilitam visualização da distribuição das raízes de soja no perfil do solo (Figura 8) e sua

distribuição relativa (Figura 9), assim, os níveis de compactação alteraram a distribuição do

crescimento radicular da soja. Entretanto, foi possível comprovar que nenhum dos tratamentos

restringiu o aprofundamento das raízes e, no C8 as raízes, após romper a camada superficial (até 20

cm) mais adensada, desenvolveram nas camadas mais profundas (a partir de 20 cm).

Figura 7. Massa seca de raízes de trigo em 2013 (a), de soja em 2013/14 (b), de brachiária (c), milho

(d), aveia (e) e de trigo em 2014 (f), por camadas, em função de níveis de compactação em Latossolo

Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD

com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de

9,5 Mg.

Figura 8. Perfil de distribuição da massa (a) comprimento (b), área (c) e volume (d) de raízes de soja

(cultivada em 2013/2014) em Latossolo com escarificação (I), sistema plantio direto (II), trafegado 4

vezes com trator (III) e trafegado 8 vezes com colhedora (IV).

Figura 9. Distribuição relativa da massa (a) comprimento (b), área (c) e volume (d) de raízes de soja

(cultivada em 2013/2014) em Latossolo com escarificação (I), sistema plantio direto (II), trafegado 4

vezes com trator (III) e trafegado 8 vezes com colhedora (IV).

Os resultados da distribuição da densidade do comprimento radicular das culturas no perfil do

solo, são apresentados nas figuras 10-14. Assim, é possível observar a densidade do comprimento

radicular de trigo (Figura 10), soja (Figura 11), milho (Figura 12), brachiária (Figura 13) e aveia preta

(Figura 14).

Figura 10. Distribuição da densidade do comprimento radicular (a) e da massa seca radicular (b) de

trigo em perfil de um Latossolo Vermelho, safra inverno de 2013 e 2014.


soja em perfil de um Latossolo Vermelho, safra de verão de 2013/14.


miho em perfil de um Latossolo Vermelho, segunda safra inverno de 2014.

Figura 13. Distribuição da massa seca radicular de aveia preta em perfil de um Latossolo Vermelho,

safra de inverno de 2014.

Figura 14. Distribuição da massa seca radicular de brachiária em perfil de um Latossolo Vermelho,

safra de inverno de 2014.

As relações dos parâmetros morfológicos (comprimento, volume, área superficial, diâmetro e

massa) do sistema radicular da soja e as propriedades físicas (densidade do solo, macroporosidade,

microporosidade) em sua maioria foram significativas (Figuras 15, 16 e 17). Entretanto, o diâmetro

radicular e a massa de raízes foram as variáveis radiculares que menos se relacionaram com a

densidade do solo.

Assim, valores de densidade do solo, acima de 1,35 Mg m-3, proporcionaram as maiores

reduções (acima de 50%) no crescimento radicular da soja neste Latossolo Vermelho. Entretanto, os

resultados ainda estão sendo analisados, para possibilitar aprofundamento nas discussões destes

resultados. A produtividade de grãos apresentou relação quadrática com a densidade do solo,

macroporosidade e microporosidade do solo, indicando assim, que será possível identificar os limites

críticos a produtividade de grãos da soja (Figura 15f, 16f e 17f).

Os parâmetros radiculares (comprimento e área superficial) apresentaram boas relações com

a macroporosidade do solo e a microporosidade, na maior parte dos casos com coeficiente de

determinação acima de 0,58.

Figura 15. Comprimento (a), volume (b), área superficial (c), diâmetro (d) massa seca (e) e

produtividade de grãos (f) de soja em função da densidade do solo na camada de 0-20 cm em



produtividade de grãos (f) de soja em função da macroporosidade do solo na camada de 0-20 cm em



produtividade de grãos (f) de soja em função da microporosidade do solo na camada de 0-20 cm em


Os parâmetros da curva de resistência do solo à penetração não foram alterados em função

dos níveis de compactação do solo (Tabela 3). Assim, as alterações de RP do solo são devidas somente

a variações no conteúdo de água e sua densidade do solo. Quando as CRP dos tratamentos são

comparadas entre si, é possível observar que a densidade do solo é o principal fator que determina o

incremento na amplitude de variação da RP em função do conteúdo volumétrico de água no solo

(Figura 18).

Tabela 1. Parâmetro de ajuste da curva de resistência do solo à penetração, pelo modelo Busscher

(RP=aDsb Uvc) em função dos níveis de compactação do solo, na camada de 0-20 cm.

Parâmetro Esc SPD C4 C8 Média

a 0,00240 0,00116 0,00628 0,00438 0,00373

b 9,40297 9,12839 7,18508 8,17926 8,42525

c -5,23925 -5,95943 -4,91347 -4,92863 -5,03059

R² 0,87 0,91 0,95 0,76 0,89

Ds1 1,17 1,29 1,32 1,40

1 Densidade do solo, na camada de 0-20 cm, em outubro de 2013.

Figura 18. Curva de resistência do solo à penetração de níveis de compactação de Latossolo

Vermelho.em função do conteúdo volumétrico de água no solo, na camada de 0-20 cm.

A área e o comprimento radicular da soja na camada de 0-20 cm diminuíram em função do

aumento da RP determinada em θ equivalente à capacidade de campo do solo (CC), seguindo modelo

do tipo potência (Figuras 19a,b). A massa seca de raízes também foi influenciada pelo estado de

compactação do solo, decrescendo linearmente com o incremento da RP (Figura 19c). Porém, o ajuste

aos dados foi melhor para a área e o comprimento radicular, evidenciando que a massa seca é um

indicador menos sensível ao estado de compactação do solo. Os modelos mostram ainda que a

redução da área e do comprimento radicular da soja foi maior até uma RP de 3 MPa. Por exemplo, o

comprimento radicular diminuiu de 9 para 6 m m-3 (33%) quando a RP aumentou de 0,8 para 3,0 MPa

(Figura 14b). Já o aumento da RP de 3,0 para 5,2 MPa reduziu o comprimento radicular de 6 para 5

m m-3 (17%). A partir de uma RP de 3 MPa, é possível que as raízes de soja cresçam principalmente

através de fissuras e zonas de menor resistência entre agregados de solo com alta densidade, cuja

detecção pela RP é difícil. Na prática, não foi possível detectar um valor crítico de RP para o

desenvolvimento radicular da soja, pois qualquer aumento no grau de compactação do solo se refletiu

em prejuízos ao crescimento das raízes da cultura.

Figura 19. Área (a), comprimento (b) e massa seca (c) de raízes da soja (BRS 359 RR) na camada de

0-20 cm, em função da resistência mecânica à penetração (RP) de um Latossolo Vermelho muito

argiloso, determinada na capacidade de campo.

A produtividade da soja variou de forma quadrática com o aumento da RP na camada de 10-

20 cm (Figuras 20) concordando com BEUTLER et al. (2004c), isso ocorreu, independentemente do

potencial matricial de determinação e modelagem da RP (6, 10, 33, 100, 500, 1000 e 1500 kPa).

Valores muito baixos de RP, determinada em 6 kPa (Figura 21), próximos a 1 MPa, resultaram em

produtividades de soja cerca de 20% menores que a máxima obtida no experimento

(aproximadamente 3,5 Mg ha-1). Apesar do maior crescimento radicular da soja em baixos valores de

RP (Figura 19b), um grau de compactação do solo excessivamente baixo provavelmente

proporcionou menor retenção de água e condutividade hidráulica não saturada, o que pode diminuir

a produtividade das culturas (DEBIASI et al., 2010).

y = 2,09x-0,197R² = 0,54**

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Áre

a, m

2m

-3

RP, MPa

y = 8,27x-0,268R² = 0,73**

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Com

prim

ento

, m

m-3

RP, MPa

y = -0,06x + 1,12R² = 0,27*

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Massa s

eca, kg

m-3

RP, MPa

(a) (b) (c)

Figura 20. Produtividade de grãos de soja em função da resistência do solo à penetração em

laboratório, em diferentes tensões (6, 10, 33, 100, 500, 1000 e 1500 kPa) de extração de água em

Latossolo Vermelho.

Figura 21. Produtividade da soja (BRS 359 RR) em função da resistência mecânica do solo à

penetração (RP), estimada para um conteúdo volumétrico de água na tensão de 10 kPa (capacidade

de campo).

Em valores de RP, determinados na tensão de 10 kPa (capacidade de campo), a produtividade

y = -0,097x2 + 0,428x + 2,78R² = 0,34**

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Pro

du

tivid

ad

e d

e g

rãos, M

g h

a-1

Resistência do solo à penetração, MPa

da soja foi reduzida em 10% quando os valores de RP foram até 4,0, entretanto, quando os valores de

RP chegaram a 5 MPa, a perda de produtividade de grãos foi de 20 % (Figura 16), o que pode ser

explicado pela diminuição da disponibilidade hídrica em função da menor infiltração de água e pela

restrição ao desenvolvimento radicular (Figura 19b). Adicionalmente, o valor limitante de RP (RPL),

acima do qual a produtividade da soja é reduzida pelo grau de compactação do solo, foi dependente

do potencial matricial (ou conteúdo volumétrico de água no solo) em que a RP foi determinada

(Figura 20). Assim, é necessário saber qual é o valor limitante de RP que fará com que a produtividade

de grãos de soja seja reduzida em até 10 % quando esta é determinada em diferentes conteúdos de

água do solo (Figura 22).

Figura 22. Resistência do solo limitante em função do conteúdo gravimétrico de água do solo ou a

água disponível do solo, na camada de 10-20 cm em Latossolo Vermelho.

Assim, a RPL na camada de 10-20 cm, na tensão de 6 kPa foi 3,1 MPa, passando a 3,9 MPa

na capacidade de campo (10 kPa e água disponível de 100%). Assim, a redução no conteúdo de água

do solo fez com que os valores de RPL incrementasse exponencialmente, ou seja, caso a RP seja lida

em um conteúdo de água equivalente a 70 ou 50 % da água disponível no solo os valores de RP,

poderiam chegar até 5,6 MPa ou 7,1 MPa, respectivamente, sem causar reduções maiores que 10 %

na produtividade de grãos da cultura da soja (Figura 22).

Os resultados mostram ainda que a RPL na capacidade de campo foi de 3,9 MPa, superior ao

valor de 2 MPa geralmente indicado pela bibliografia para esta faixa de θ (BEUTLER et al., 2004c).

Resultados similares foram obtidos por MORAES et al. (2014), em Latossolo Vermelho muito

argiloso manejado em SPD há mais de 20 anos, o qual indicou limites de RP de 3,5 MPa,

determinados com penetrômetro de bancada semelhante a este estudo.

Embora o desenvolvimento das raízes de soja seja prejudicado pelo aumento da RP em toda

a faixa de valores estudada, o desempenho produtivo da soja responde de maneira quadrática ao

estado de compactação do solo, com perdas de produtividade em valores muito baixos ou altos de

RP. Assim, a RPL à produtividade da soja depende do potencial matricial em que foi determinada.

As análises de anatômia das raízes de soja, demonstram que houve efeitos dos níveis de

compactação no desenvolvimento dos vazos do xilema e floema (Figura 23). As imagens anatômicas

radiculares são detalhadas por nível de compactação e podem ser visualizadas nas figuras 24, 25, 26

e 27, correspondendo ao SPD, C4, C8 e Escarificado, respectivamente. Assim, principalmente no

tratamento C8, foi observado redução da quantidade de xilema em relação ao floema. Além disso, as

células estão com formatos mais achatadas, indicando que as raízes da soja passaram por alterações

anatômicas proporcionadas por impedimentos físicos no solo.

Os atributos quimicos são apresentados na Tabela 4, assim indicam que não houveram

limitações de caracter químico ao longo do perfil do solo.

Figura 23. Anatomia de raízes de soja em função de níveis de compactação em Latossolo Vermelho.

Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD com 4

tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de 9,5 Mg.

Figura 24. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho em sistema plantio direto.

Figura 25. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho em sistema plantio direto

trafegado quatro vezes com trator.

Figura 26. Anatomia vascular de raízes de soja com oito passadas de colhedora em Latossolo

Vermelho.

Figura 27. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho com escarificação do solo.

Tabela 2. Atributos químicos do solo em função de níveis de compactação em Latossolo.

Níveis de compactação do solo

Variável Esc SPD C4 C8 Média

Camada de 0-10 cm

Fósforo 19,98 30,12 17,12 26,54 23,44

Carbono org. 16,15 15,97 15,99 14,59 15,67

pH 4,96 5,20 5,30 5,18 5,16

Potássio 0,42 0,44 0,49 0,66 0,50

CTC 10,80 10,90 10,87 10,73 10,83

Cálcio 3,54 3,77 3,99 3,68 3,75

Magnésio 1,67 2,06 1,79 1,78 1,83

Camada de 10-20 cm

Fósforo 9,10 7,91 7,73 10,72 8,86

Carbono org. 11,06 10,59 10,10 10,88 10,66

pH 4,71 4,75 4,95 4,86 4,82

Potássio 0,45 0,32 0,42 0,55 0,43

CTC 9,19 8,97 9,29 8,90 9,09

Cálcio 2,13 2,18 2,91 2,39 2,40

Magnésio 0,92 0,99 1,09 0,95 0,99

Camada de 20-30 cm

Fósforo 4,79 4,51 4,31 4,96 4,65

Carbono org. 8,87 9,40 8,80 9,05 9,03

pH 4,77 4,91 5,25 5,08 5,00

Potássio 0,32 0,18 0,35 0,40 0,31

CTC 8,07 8,14 8,43 8,40 8,26

Cálcio 2,14 2,53 3,11 2,74 2,63

Magnésio 0,63 0,71 0,81 0,84 0,75

Camada de 30-40 cm

Fósforo 3,53 3,60 3,41 3,08 3,41

Carbono org. 5,92 6,18 6,88 6,10 6,27

pH 4,99 5,11 5,44 5,40 5,24

Potássio 0,23 0,09 0,25 0,25 0,21

CTC 7,25 7,86 7,74 7,65 7,63

Cálcio 2,45 3,03 3,19 2,95 2,90

Magnésio 0,54 0,67 0,69 0,74 0,66

Camada de 40-50 cm

Fósforo 3,35 3,40 3,13 3,22 3,28

Carbono org. 5,09 5,43 5,57 5,39 5,37

pH 5,02 5,18 5,58 5,44 5,31

Potássio 0,19 0,06 0,16 0,15 0,14

CTC 7,17 7,23 7,18 7,41 7,25

Cálcio 2,55 2,91 3,20 3,07 2,94

Magnésio 0,50 0,66 0,68 0,70 0,63

Extratores: P, K = Mehlich-1; Ca, Mg = KCl 1M; Carbono Org = Método Colorimétrico; pH = CaCl2

0,01M.

No cultivo da soja na safra 2014/2015 foi realizada análise da cultura da soja cultivada

subsequente às plantas de cobertura. Sendo que, para o parâmetro massa seca de raiz, houve interação

entre os níveis de compactação e as camadas analisadas (Figura 28). Em todos os tratamentos a

presença de raiz tem maior concentração na camada de 0-10 cm. Houve um incremento na massa de

raiz no SPD e no C8 em relação ao solo com escarificado. Mello Ivo & Mielniczuk (1999) verificaram

que no sistema plantio direto na camada superficial de 0-5 cm havia maior densidade de raízes do que

no sistema de preparo convencional. Na camada de 10 a 20 cm é possível diagnosticar o efeito do

tratamento C8, que reduziu a quantidade de raízes presentes nessa camada, diferindo estatisticamente

do tratamento SPD. A produção total de massa seca do sistema radicular não foi reduzida pelo

aumento da impedância mecânica do solo. Nos sistemas com compactação (C4 e C8) houve uma

redução da massa radicular na camada de 10-20 cm em relação ao SPD, isso provavelmente ocorreu

pela restrição na penetração radicular no solo compacto na camada de 0-10 cm, dificultando a

passagem radicular da camada de 0-10 cm para 10-20 cm Entretanto, estes níveis de compactação

não limitaram o crescimento radicular, isso pode ter ocorrido em função da presença de poros

contínuos ou presença de rachaduras no solo, o que reduzem a resistência do solo em alguns pontos

e favoreceram o crescimento radicular. Este incremento de incremento de massa radicular na camada

superficial também foi verificado por Foloni et al. (2003) na cultura do milho.

Figura 28. Distribuição da massa seca radicular de soja safra 2014/15 em função de níveis de

compactação em um Latossolo Vermelho.

Na camada de 20 a 30 cm há maior desenvolvimento radicular da soja no tratamento

escarificado, uma vez que a operação mecânica de escarificação forma fraturas no solo que

possibilitam redução da resistência do solo ao crescimento radicular. Neste caso, na camada de 20 a

30 cm, houve redução da quantidade de raízes no tratamento C8, entretanto, estas raízes

provavelmente foram muito importantes para absorção de água e nutrientes para a cultura. Abaixo

dos 30 cm de profundidade não ocorre distinção na massa seca de raízes da soja para os tratamentos

níveis de compactação, indicando que o incremento da compactação do solo nas camadas superficiais

até 30 cm, somente reduziram a massa radicular, mas não restringiram a passagem das raízes, as quais

se desenvolveram de forma adequada em profundidade, onde há adequada disponibilidade hídrica

para a cultura, reduzindo assim os efeitos na produtividade de grãos. Considerando que esta faixa esta

abaixo da camada trabalhada pelos implementos agrícolas as áreas compactadas em superfície

apresentam-se iguais à área de plantio direto e escarificada.

No SPD a soja apresentou bom desenvolvimento radicular em profundidade, sendo superior

ou igual aos demais níveis de compactação do solo. Isto ocorre, provavelmente, devido ao sistema de

rotação de culturas usado na área, o qual está implantado a mais de uma década. Assim, o uso de SPD

com sistemas de cultivos que preservam, mantenham ou produzam poros contínuos no perfil do solo

proporcional melhorias na produtividade de grãos dos sistemas de cultivos. Desta forma, deve ser

levado em conta o planejamento que considera não somente o aspecto econômico da produção das

culturas, mas também a melhoria da qualidade do ambiente solo.

Os efeitos dos sistemas de uso com plantas de cobertura foram verificados na massa seca de

parte aérea da cultura da soja cultivada subsequente aos tratamentos plantas de cobertura (Figura 29).

Onde a soja cultivada sob resíduos de Brachiaria apresentou maior desenvolvimento vegetativo,

sendo estatisticamente superior do que à produção em resteva de trigo e, neste sistema, tendo o milho

como cultura antecessora a soja produziu menor quantidade de massa seca de parte aérea. O

desenvolvimento de massa seca da parte aérea da soja não foi influenciado pelos níveis de

compactação, similar ao que foi diagnosticado por Rosolem et al. (1994) e Foloni et al. (2006).

Figura 29. Massa seca de raízes, de parte aérea e da produção de grãos de soja subsequentes a culturas

de cobertura. *Letras seguidas por mesma letra não diferem a 5% pelo Teste de Tukey. ns não

significativo.

Na figura 29 foi possível verificar que a produção de massa seca de raízes foi

aproximadamente 35% do total da massa da parte aérea da soja cultivada subsequente às plantas de

cobertura (aveia e brachiaria). No entanto, a produção de grãos da soja não apresentou diferença

significativa para os tratamentos.

Resultados preeliminares de modelagem do crescimento radicular

A modelagem do crescimento radicular com presença de camadas compactadas, exemplos são

demonstrados em terceira dimensão (Figura 30), apresentando assim a redução do crescimento

radicular em camadas com maior nível de compactação, posicionadas a 15-25 cm (Figura 30a) ou

entre 25 e 35 cm (Figura 30b). O crescimento radicular em um perfil no campo pode ser observado

na figura (31), onde é possível observar o crescimento das raízes na linha (posição 0) e entrelinha

(posições se distanciando do centro) de cultivo. Assim, esta análise em terceira dimensão do

crescimento radicular favorece interpretações sobre os efeitos de condições físicas ao

desenvolvimento das culturas. Neste modelo os efeitos de restrições físicas ao crescimento radicular

são incluidas em função da redução da taxa de crescimento das raízes, com efeitos diários em função

do fluxo de água no solo. Isso favorece a integração de modelos de fluxo de água com o crescimento

radicular, podendo assim obter melhores entendimento dos efeitos de condições físicas no crecimento

radicular e suas relações com a produtividade de grãos das culturas.

Figura 30. Modelagem do crescimento radicular em função da presença de camadas compactadas a

20 cm (a) ou a 30 cm (b) de profundidade no perfil do solo.

Figura 31. Modelagem do crescimento radicular de milho no perfil do solo, 70 dias após a semeadura.

Resultados experimento de Eldorado do Sul: Limites físicos críticos ao crescimento de soja e

trigo em Argissolo Vermelho

O tráfego com trator de 7 Mg favoreceu incrementos nos valores de densidade do solo e

reduziu a macroporosidade, principalmente até na profundidade de 20 cm (Figura 32). Como já

esperado, a escarificação o solo reduziu a densidade do solo (Figura 32), entretanto, não favoreceu

incrementos na quantidade de raízes de soja (Figura 33).

A produção de massa raízes de soja, na camada de 0-0,10 m, foi incrementada em função dos

níveis de compactação (Figura 33). A produção total de raízes na camada de 0-0,50 m, não foi alterada

em função dos tratamentos. Entretanto, a relação entre a massa de raízes total na camada de 0-50 cm

e os valores de densidade do solo da camada de 10-20 cm, indicaram que houve relação quadrática

entre estas variáveis (Figura 34). Assim, a produção de raízes foi reduzida em 10 % quando a

densidade do solo, na camada de 10-20 cm, foi menor de 1,37 Mg m-3 ou superior a 1,58 Mg m-3 e, a

redução da produção de raízes atingiu 30% quando os níveis de densidade do solo foram menores

que 1,29 Mg m-3 ou superiores a 1,65 Mg m-3. Assim, indicando que a faixa ótima de densidades do

solo neste Argissolo Vermelho para o desenvolvimento da soja provavelmente esteja entre 1,37 e

1,58 Mg m-3.

Figura 32. Densidade do solo (a), macroporosidade (b) e microporosidade (c) em função de níveis de

compactação do solo em Argissolo Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD:

sistema plantio direto; SPD com duas (C2), quatro (C4), oito (C8) e doze (C12) passadas de trator

com 7 Mg;

Figura 33. Massa seca de raízes de soja (a) e trigo (b), até 50 cm de profundiade, em função de níveis

de compactação em Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, RS, 2014. Esc: preparo reduzido com

escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; SPD com duas (C2), quatro (C4), oito (C8) e doze

(C12) passadas de trator com 7 Mg;

Figura 341. Massa seca de raízes de soja, até 50 cm, em função da densidade do solo da camada de

10-20 cm, em Argissolo Vermelho.

Resultados mais detalhados referentes ao desenvolvimento radicular da cultura de soja estão

sendo processados (Figura 35). Portanto, ainda não estão disponíveis os valores de comprimento,

volume, área superficial e diâmetro das raízes.

Figura 35. Análise morfológica de raízes de soja cultivada em Argissolo Vermelho: a) imagem das

raízes escaneadas; b) imagem processada no programa Safira®.

A produtividade de grãos de soja, trigo e milho estão apresentadas na figura 36. Assim, foi

constatado que a produtividade de grãos foi reduzida pela escarificação e/ou tráfego intenso em um

Argissolo Vermelho. No SPD e C2 foi observado as maiores produtividades de grãos. Após 12

tráfegos com trator de massa de 7 Mg houve reduções significativas na produtividade de grãos de

trigo, indicando que o limite físico à produtividade do trigo deve ter sido atingido.

Figura 36. Produtividade de grãos de soja (a), de trigo (b) e milho (c) em função de níveis de

compactação em Argissolo Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema

plantio direto; SPD com duas (C2), quatro (C4), oito (C8) e doze (C12) passadas de trator com 7 Mg.

Barras verticais indicam o desvio padrão da média. Médias seguidas de mesmas letras não diferem

entre si pelo teste de Duncan 5%.

A relação da produtividade de grãos de trigo e a densidade do solo, na camada de 0-5 cm,

indicam que houve relação quadrática entre estas variáveis (Figura 37). Densidade do solo, na camada

de 0-5 cm, acima de 1,55 Mg m-3, proporcionou reduções acima de 30% na produtividade de grãos

de trigo. Indicando assim que os limites físicos à produção de trigo podem ser detectados. Estas

relações serão discutidas com os valores de densidade do solo nas demais camadas, até 40 cm de

profundidade.

Figura 37. Produtividade de grãos de trigo em função da densidade do solo na camada de 0-5 cm em

Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.

A relação entre altura de plantas e da produção de massa seca da parte aérea de trigo e

densidade do solo foram significativas e semelhantes com os resultados obtivos com a produtividade

de grãos (Figura 38 e 39).

Figura 38. Altura de planta em função da densidade do solo na camada de 0-5 cm em Argissolo

Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.

y = -12105x2 + 31782x - 18586R² = 0,7869

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Pro

du

tivid

ad

e d

e g

rãos (

kg

ha

-1)

Densidade do solo (Mg m-3)

y = -112,17x2 + 298,07x - 110,34R² = 0,6428

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Altu

ra d

e p

lanta

(cm

)


Figura 34. Massa seca da parte área de trigo em função da densidade do solo na camada de 0-5 cm

em Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.

Figura 39. Relação entre a produtividade de trigo e a densidade do solo na camada de 0-5 cm em

Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.

4. CONCLUSÕES (salientar os objetivos iniciais e mostrar se alcançados)

As considerações são preliminares, tendo em vista que a pesquisa está em andamento:

Os níveis de compactação do solo afetam de forma diferenciadas as culturas agrícolas, assim,

a produção de massa de raízes em Latossolo (Londrina) seguiu a seguinte ordem: brachiária> milho>

aveia>soja>trigo.

A anatomia radicular da soja é alterada em elevados níveis de compactação de um Latossolo

Vermelho, restringindo a passagem de água e nutrientes para a parte aérea da soja.

A faixa ótima de valores de densidade do solo, para o adequado crescimento de culturas

agrícolas, em Argissolo é mais ampla do que em Latossolos.

A escarificação do solo não incrementou a produtividade de grãos de trigo em Latossolo e

Argissolo e de soja e milho em Latossolo, nem a produtividade de massa da parte aérea de aveia e de

brachiária em Latossolo, demonstrando que baixos níveis de compactação do solo afetam

negativamente a produção de culturas agrícolas, independentemente do tipo de solo.

A produtividade de grãos de trigo em Argissolo Vermelho não foi reduzida em áreas com

poucos tráfegos de trator (até 4 passadas).

Considerando o sistema de produção trigo/soja, valores de RP acima de 2,5 MPa, medidos em

y = -17471x2 + 45774x - 26231R² = 0,6975

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Ma

ssa s

eca p

art

e a

ére

a (

kg

ha

-1)


um conteúdo de água equivalente à capacidade de campo, indicam um estado de compactação crítico

no Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso.

Densidades do solo acima de 1,35 Mg m-3 em Latossolos e 1,55 Mg m-3 em Argissolo afetam

negativamente o crescimento radicular e produtivo das culturas.

Ao longo dos ciclos das culturas serão mantidas coletas de amostras indeformadas de solo e

serão realizadas acompanhamento da produtividade das culturas para verificar a potencialidade e

recuperação do solo pelas culturas no Argissolo e no Latossolo.

5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS.

O projeto ainda está em execução, portanto, ainda estão sendo coletados e analisados os

resultados e, as variáveis ainda podem sofrer alteração, para isto avaliações constantes serão

realizadas. A análise do sistema radicular das culturas é uma metodologia muito difícil de ser

realizada, e a análise dos parâmetros radiculares de comprimento, área superficial, volume e diâmetro

demanda muito tempo para ser realizada. Entretanto com a habilidade do operador algumas

dificuldades são reduzidas e determinações mais rápidas e precisas podem ser realizadas.

A análise e relações dos parâmetros físicos isolados com a produtividade de grãos ou sistemas

radiculares das culturas está sendo uma tarefa muito difícil, e em muitos casos não estão sendo

encontradas relações que possam explicar claramente os efeitos da compactação do solo em sistema

plantio direto na produtividade de grãos das culturas. Assim, para aprofundar estas interpretações o

doutorando Moacir Tuzzin de Moraes, está realizando um período de Doutorado Sanduíche no

Instituto James Hutton, em Dundee, na Escócia, UK, sob supervisão do pesquisador Anthony Glyn

Bengough. Neste período o Doutorando tentará utilizar ferramentas de modelagem dos processos

físicos para buscar informações que expliquem as limitações físicas para o crescimento e

desenvolvimento das culturas em solos sob sistema plantio direto.

Estamos tendo avanço na modelagem dos processos na relação solo-planta-atmosfera, assim,

acreditamos que no próximo ano poderemos apresentar resultados mais aprofundados de modelos

que possibilitam compreender estas relações.

Artigo Técnico: publicado na revista A Granja, ed. nov. de 2014, n.791, ano 70, p.57-59.

Sistema plantio direto e a disponibilidade hídrica em solos argilosos1

Moacir Tuzzin de Moraes2, Henrique Debiasi3, Altamir Mateus Bertollo2, Renato Levien4,

Julio Cezar Franchini3 & Michael Mazurana4

O sistema plantio direto (SPD) tem sido reconhecido como o sistema de manejo do solo mais

importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas. A expansão da área agrícola manejada sob

SPD no Brasil, estimada em 32 milhões de hectares, só foi possível em função do desenvolvimento

de soluções tecnológicas para superar os problemas e as dificuldades relacionadas ao manejo desse

sistema, bem como para aperfeiçoá-lo e adaptá-lo às diferentes regiões do país.

A água é um dos fatores essenciais para a produção agrícola, estando intimamente relacionada

com instabilidades de produtividade das culturas. A água disponível para as plantas depende de alguns

fatores, tais como, da quantidade de água que infiltra, da que fica retida no solo e da que é consumida

pelas culturas. Portanto, o balanço hídrico no solo com uma cultura agrícola pode ser definido como

a contabilização das entradas e saídas de água em um volume de solo, durante um certo período.

Levantamentos de campo realizados pela Embrapa Soja indicam que, em aproximadamente

45% das áreas manejadas em SPD e cultivadas com soja no verão e milho no outono-inverno em

solos argilosos do Paraná, o grau de compactação na camada entre 10 e 20 cm pode ser limitante ao

desenvolvimento das plantas. Um grau de compactação do solo muito elevado reduz a produtividade

das culturas, principalmente em safras caracterizadas por excesso ou deficiência hídrica. Isso porque

a degradação da qualidade física do solo diminui o desenvolvimento radicular e a disponibilidade de

água, oxigênio e nutrientes às plantas.

Além disso, a compactação exerce efeitos negativos sobre o ambiente, aumentando as perdas

de água e nutrientes, as emissões de gases potencializadores do efeito estufa e a poluição dos recursos

hídricos. Assim, ao contrário dos longos e contínuos bioporos formados por raízes das culturas, as

fissuras (ou caminhos preferenciais) produzidos pela mobilização mecânica do solo, são de baixa

efetividade para a transmissão de água e ar para as raízes das plantas.

Neste trabalho, conduzido na Embrapa Soja, em Londrina/PR, a dinâmica da água no solo foi

1Apoio financeiro da Fundação Agrisus. Artigo publicado na Revista A Granja, edição de novembro de 2014, n.791,

ano 70, p.57-59. 2Doutorando em Ciência do Solo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712.

Prédio 41506, CEP 91540-000. Porto Alegre (RS), Brasil. E-mail: [email protected],

[email protected] 3Dr. Pesquisador, Embrapa Soja. Rod. Carlos João Strass, Distrito de Warta. Caixa Postal 231. CEP 86001-970

Londrina (PR), Brasil. Email: [email protected]; [email protected] 4Professor, Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712. Prédio 41506, CEP

91540-000. Porto Alegre (RS). Bolsista CNPq. E-mail: [email protected], [email protected]

avaliada em três sistemas de manejo do solo implantados em 1988, em um Latossolo Vermelho

Distroférrico muito argiloso: i) SPD; ii) sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo

(SPM); e iii) sistema de preparo convencional (SPC). A dinâmica da água no solo foi determinada

por meio de simulações de entradas (precipitações) e saídas (drenagem profunda, interceptação

vegetal, escoamento superficial, transpiração e evaporação da água). As simulações da dinâmica da

água no solo, foram realizadas no período de maio de 2009 até abril de 2011, com o uso do modelo

agro hidrológico SWAP (em inglês: Soil Water Atmosphere Plant). São apresentados os resultados

das safras de inverno (abril a setembro) de 2009 e 2010 e de verão (outubro a março) de 2009/2010

e 2010/2011. Neste período houve um safra com precipitação uniforme (2009/2010) e outra safra

com períodos de deficiência hídrica (2010/2011).

O balanço hídrico anual indicou que os sistemas de manejo do solo alteraram a dinâmica da

água no solo (Tabela 1). Em todos os anos avaliados, os maiores valores de drenagem profunda foram

obtidos no SPD, o que está relacionado diretamente à ausência de escoamento superficial neste

sistema. Esta drenagem profunda é importante para os fluxos ascendentes de água no solo, que podem

atender parte da demanda hídrica da cultura especialmente durante períodos de veranicos, além de

recargas das águas dos reservatórios subterrâneos. Além disso, o escoamento superficial de água é

um importante agente do processo erosivo do solo e, quando associado com o revolvimento (SPC e

SPM), potencializa a degradação dos solos. No SPC, o escoamento superficial foi aproximadamente

5 vezes maior do que no SPM (ano de 2010) e, em anos com elevados valores de precipitação (ano

de 2009), a quantidade de água perdida por escoamento superficial no SPC foi superior a 3,5 vezes

ao verificado no SPM.

Isso indica que a mobilização do solo, com uso de escarificação ou grade pesada, proporciona

problemas de infiltração da água no solo ao longo do tempo, relacionados a impedimentos físicos e

descontinuidade dos poros ocasionados pelo revolvimento do solo. Situações semelhantes podem

acontecer no SPD quando a semeadura é realizada com velocidades muito acima das recomendadas,

o que aumenta o grau de mobilização do solo pelos sulcadores de fertilizante da semeadora, expondo-

o a ação do agente erosivo. Assim, a velocidade de semeadura no SPD deve ser mantida dentro das

indicadas pelos centros de pesquisa e universidades (próximo de 6 km h-1), de modo a favorecer a

continuidade dos poros do solo, o que contribui para a infiltração e o armazenamento de água.

A manutenção da qualidade física do solo ao longo do tempo é um dos principais fatores que

determinam a produtividade das culturas. Os dados obtidos neste trabalho comprovam que a mínima

mobilização do solo no SPD é eficiente na manutenção da qualidade física do solo Entretanto, é

também necessária a utilização da rotação de culturas, incluindo espécies vegetais com sistema

radicular profundo e abundante, o que favorece a formação de poros contínuos ao longo do perfil do

solo que possibilitem melhor infiltração e redistribuição de água no solo. Além disso, para a

manutenção do SPD ao longo do tempo, é imprescindível a presença de resíduos vegetais na

superfície para proteger fisicamente o solo contra a erosão, controlar plantas daninhas e preservar a

água no solo.

Tabela 1. Componentes do balanço hídrico em um Latossolo Vermelho Distroférrico em função de

sistemas de manejo do solo, nos anos de 2009 a 2011. Londrina/PR, 2014.

Manejo

do solo

Chuva

(mm)

Drenagem

profunda

(mm)

Escoamento

superficial

(mm)

Interceptação

vegetal (mm)

Transpiração

(mm)

Evaporação

(mm)

--------------------------------------- Ano de 2009 -------------------------------------------------

-

SPD 1375 0 31 245 250

SPM 1901 1134 99 31 244 393

SPC 867 347 31 247 409

--------------------------------------- Ano de 2010 -------------------------------------------------

------

SPD 1037 0 12 159 205

SPM 1413 886 44 12 143 328

SPC 637 233 12 176 355

--------------------------------------------- Ano de 2011 -------------------------------------------

------------

SPD 817 0 17 252 175

SPM 1261 1283 62 17 239 300

SPC 1075 224 17 258 327

SPD: sistema plantio direto; SPM: sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo; SPC:

sistema de preparo convencional.

O SPC favorece a degradação da estrutura do solo, causando descontinuidade dos poros entre

a superfície e camadas abaixo de 10 cm. A utilização de sistemas de manejo que preservem a

continuidade dos poros no perfil (por exemplo, o SPD) favorece o fluxo ascendente de água no solo

e, assim, possibilita que a água subsuperficial seja redistribuída às plantas em períodos mais secos.

Além disso, a formação de poros contínuos possibilita que as raízes se aprofundem no solo e, assim,

absorvam a água armazenada em maiores profundidades.

Os maiores efeitos da escarificação do solo (SPM) são observados na camada de 0 a 10 cm.

Entretanto, a escarificação anual do solo pode causar redução da capacidade de armazenamento de

água, em função de que esta prática abre caminhos preferenciais para a água descer. Como a massa

de solo é cisalhada, para um mesmo volume há menos massa (agregados são quebrados, gerando mais

espaços, mas dentro do agregado, o solo continua compacto, pois a escarificação não conseguiu

formar poros, só abre fendas preferenciais para a água passar). Além disso, a escarificação mecânica,

ao contrário dos efeitos gerados pelas raízes das plantas, quebra a continuidade dos poros, o que

prejudica o movimento de água das camadas mais profundas para as camadas superficiais, onde a

maior parte do sistema radicular se encontra, bem como desfavorece o fluxo de água do solo para as

raízes. Neste sentido, o efeito da escarificação é apenas temporário e variável de solo para solo, sendo

que o uso de plantas de cobertura com sistema radicular abundante é o mais indicado para o

rompimento de camadas compactadas.

O conteúdo volumétrico de água no perfil do solo foi alterado pelos sistemas de manejo do solo,

demonstrando a dinâmica da água no solo em função dos processos relacionados ao balanço hídrico

(Figuras 1 e 2). Quando a distribuição das chuvas foi mais uniforme (safra de inverno de 2009 e verão

de 2009/2010), o conteúdo volumétrico de água do solo se manteve adequado tanto no SPD como no

SPM ao longo de todo o período (Figuras 1a e 1b). Entretanto, mesmo nessas condições, na camada

de 20 a 50 cm do SPC foram observadas, nos meses de junho até setembro de 2009, reduções a níveis

críticos do conteúdo volumétrico de água do solo, com possível efeito negativo sobre as plantas.

A alteração estrutural do solo entre as camadas analisadas é contrastante, sendo possível

identificar que a maior parte da água do solo sob SPC está armazenada nos primeiros 20 cm de

profundidade, favorecendo a evaporação (Tabela 1) e reduzindo rapidamente a disponibilidade de

água para as plantas. Já o SPD, no período de abril de 2009 a abril de 2010, apresentou menor volume

de água na camada até 10 cm em relação aos demais manejos do solo (SPM e SPC), porém maior

volume de água nas camadas entre 10 e 50 cm. Isso indica que a continuidade dos poros no perfil

favoreceu a infiltração e armazenamento de água no solo do SPD, possibilitando assim, a ascensão

da água no perfil, principalmente em períodos de menor ocorrência de chuvas.

Em períodos com redução do volume de precipitação pluviométrica (abril de 2010 a abril de

2011 – Tabela 1) e déficit hídrico (como ocorreu de junho a setembro de 2010), há diminuição no

volume de água no solo mais acentuada no SPC (Figura 2c) em relação ao SPD (Figura 2a) e SPM

(Figura 2b). O volume de água armazenado no SPC novamente foi maior nas camadas até 20 cm.

Entretanto, no SPM, a escarificação do solo não possibilitou incrementos na quantidade de água

armazenada no solo na camada de 10 a 20 cm em relação ao SPD, indicando que esta prática é

dispensável, pois o SPD contínuo desde 1988 apresentou adequado armazenamento de água no perfil

do solo.

Figura 1. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um

Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo mínimo

escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no período de

abril de 2009 até abril de 2010, estimado pelo modelo SWAP.

Figura 2. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um

Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo mínimo

escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no período de

abril de 2010 até abril de 2011, estimado pelo modelo SWAP.

Figura 3. Imagem demonstrando diferenças entre a cultura da soja sob cultivo convencional (a

esquerda) e em sistema plantio direto (à direita).

Assim, independentemente da regularidade de precipitação pluviométrica, o SPC apresenta menor

quantidade de água armazenada no solo em relação aos demais sistemas de manejo (SPD e SPM),

principalmente em camadas subsuperficiais, abaixo dos 20 cm. As disponibilidades hídricas no SPD

e no SPM foram mais adequadas do que no SPC ao longo dos anos de avaliações. Mas, como a

escarificação do solo não possibilita incrementos na quantidade de água armazenada no solo em

relação ao SPD, ela pode ser dispensável. Além disso, no SPD ocorreram menores taxas de

escoamento superficial, favorecendo aumentos no armazenamento de água e na drenagem profunda,

bem como reduções nas perdas de solo, fertilizantes e nutrientes. Contrariamente ao SPD, o SPC

reduziu o armazenamento de água no perfil do solo, ao passo que o SPD favoreceu a dinâmica da

água no solo, aumentando o volume de água nas camadas subsuperficiais, que pode ser

disponibilizada às plantas por fluxo ascendente em períodos de escassez de chuvas.

RELATÓRIO PRÁTICO: Só para relatórios FINAIS (contendo os principais resultados escrito

em linguagem de extensão, de fácil compreensão por lavradores, de no máximo 1 página)

COMPENSAÇÕES OFERECIDAS À FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios FINAIS

(descrever de forma sucinta como foram asseguradas as compensações prometidas)

DEMOSTRAÇÃO FINANCEIRA DOS RECURSOS DA FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para

relatórios Finais (mencionar outras fontes de financiamento de forma comparativa).

REFERÊNCIAS

BENGOUGH, A. G. Root elongation is restricted by axial but not by radial pressures: so what

happens in field soil? Plant and Soil, Volume 360, Issue 1-2, pp 15-18, 2012.

BENGOUGH, A. G.; McCKENZIE, B. M.; HALLETT, P. D.; VALENT INE, T. A. Root elongation,

water stress, and mechanical impedance: A review of limiting stresses and beneficial root tip

traits. Journal of Experimental Botany, Lancaster, v. 62, n. 1, p. 59-68, 2011.

BENGOUGH, A.G.; MULLINS, C.E. Mechanical impedance to root growth: a review of

experimental techniques and root growth responses. European Journal of Soil Science, Oxford,

v.41, p.341-358, 1990.

BERGAMIN, A.C.; VITORINO, A.C.T.; FRANCHINI, J.C.; SOUZA, C.M.A.; SOUZA, F.R.

Compactação em um Latossolo Vermelho distroférrico e suas relações com o crescimento

radicular do milho. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.34, p.681-691, 2010a.

BERGAMIN, A.C.; VITORINO, A.C.T.; LEMPP, B.; SOUZA, C.M.A.; SOUZA, F.R. Anatomia

radicular de milho em solo compactado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 45, p. 299-305,

2010b.

BEUTLER, A. N.; CENTURION, J. F.; ROQUE, C. G.; FERRAZ, M. V. Densidade relativa ótima

de latossolos vermelhos para a produtividade de soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.

29, p. 843-849, 2005.

BEUTLER, A. N; CENTURION, J. F.; SILVA, A. P; Soil Resistance to Penetration and Least

Limiting Water Range for Soybean Yield in a Haplustox from Brazil. Brazilian Archives of

Biology and Technology, v. 48, p.863-871, 2008.

BEUTLER, A.N.; CENTURION, J.F. Resistência à penetração em Latossolos: valor limitante à

produtividade de arroz de sequeiro. Ciência Rural, Santa Maria, v.34, n.6, p.1793-1800, 2004a.

BEUTLER, A. N.; CENTURION, J. F. Soil compaction and fertilization in soybean productivity.

Scientia Agricola, Piracicaba, v. 61, n. 6, p. 626-631, 2004.

BEUTLER, A. N.; CENTURION, J. F.; DA SILVA, A. P.; ROQUE, C. G.; FERRAZ, M. V.

Compactação do solo e intervalo hídrico ótimo na produtividade de arroz de sequeiro. Pesquisa

Agropecuária Brasileira, v. 39, p. 575-580, 2004c.

BEUTLER, A.N.; CENTURION, J.F.; CENTURION, M.A.P.C.; LEONEL, C.L.; SÃO JOÃO, A.

C.G.; FREDDI, O.S. Intervalo hídrico ótimo no monitoramento da compactação e da qualidade

física de um Latossolo Vermelho cultivado com soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo,

Viçosa, v.31, n.6, p.1223-1232, 2007a.

BLAINSKI, É.; GONÇALVES, A. C. A.; TORMENA, C. A.; FOLEGATT I, M. V.; GUIMARÃES,

R. M. L. Intervalo hídrico ótimo num Nitossolo Vermelho Distroférrico irrigado. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, n. 2, p. 273-281, 2009.

BLAINSKI, É.; TORMENA, C. A.; FIDALSKI, J.; GUIMARÃES, R. M. L. Quantificação da

degradação física do solo por meio da curva de resistência do solo à penetração. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 32, n. 3, p. 975-983, 2008.

BLAINSKI, É.; TORMENA, C. A.; GUIMARÃES, R M. L.; NANNI, M. R. Qualidade física de um

Latossolo sob plantio direto influenciada pela cobertura do solo. Revista Brasileira de Ciência

do Solo, Viçosa, v. 36, n. 1, p. 79-87, 2012.

BÖHM, W. Methods of studying root systems. Berlin, Springer-Verlag, 1979. 188p.

BRADFORD, J.M. Penetrability. In: KLUTE, A. (ed.) Methods of soil analysis: physical and

mineralogical methods. Part.1. n.9, Madison: American Society of Agronomy, 1986. p.463-

478.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes.

Brasília: MAPA/ACS, 399p, 2009.

BUSSCHER, W. J. Adjustment of flat-tipped penetrometer resistance data to a common water

content. Transactions of the ASAE, Michigan, v. 33, n. 2, p. 519-524, 1990.

BUSSCHER, W.J.; BAUER, P.J.; CAMP, C.R. & SOJKA, R.E. Correction of cone index for soil

water content differences in a coastal plain soil. Soil Tillage Res., 43:205-217, 1997.

CAMARGO, O.A.; ALLEONI, L.R.F. Reconhecimento e medida da compactação do solo. 2006.

Artigo em Hipertexto. Disponível em: <http://www.infobibos.com/Artigos/2006_2/C6/ Index.

htm>. Acesso em: 20 abr. 2015.

CANARACHE, A. PENETR – A generalized semi-empirical model estimating soil resistance to

penetration. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v.16, p.51-70, 1990.

CAVALIERI, K.M.V.; TORMENA, C.A.; VIDIGAL FILHO, P.S.; GONÇALVES, A.C.A.;

COSTA, A.C.S. Efeitos de sistemas de preparo nas propriedades físicas de um Latossolo

Vermelho distrófico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 30, n. 1, p. 137-147, 2006.

CECCON, G. Estado da arte na produção de palha com milho safrinha em consórcio com Brachiaria.

Revista Plantio Direto, n.102, p.3-7, 2007.

Collares, G. L., Reinert, D. J., Reichert, J. M., & Kaiser, D. R. Compactação de um Latossolo induzida

pelo tráfego de máquinas e sua relação com o crescimento e produtividade de feijão e trigo.

Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32(3), 933-942, 2008.

COLLARES, G.L.; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M.; KAISER, D.R. Qualidade física do solo na

produtividade da cultura do feijoeiro num Argissolo. Pesquisa Agropecuária Brasileira,

Brasília, v. 41, p. 1663-1674, 2006.

CONTE, O.; LEVIEN, R.; DEBIASI, H.; STÜRMER, S. L. K.; MAZURANA, M.; MÜLLER, J. Soil

disturbance index as an indicator of seed drill efficiency in no-tillage agrosystems. Soil &

Tillage Research, v. 114, p. 37-42, 2011.

CONTE, O.; LEVIEN, R.; TREIN, C. R.; XAVIER, A. A. P.; DEBIASI, H. Demanda de tração,

mobilização de solo na linha de semeadura e rendimento da soja, em plantio direto. Pesquisa

Agropecuária Brasileira (1977. Impressa), v. 44, p. 1254-1261, 2009.

CORREIA, J.R.; REATTO, A.; SPERA, S.T. Solos e suas relações com o uso e o manejo. In:

SOUSA, D.M.G.; LOBATO, E. (Eds.). Cerrado: correção do solo e adubação. Planaltina:

Embrapa Cerrados; Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, p. 29-61, 2004.

CORSINI, P. C.; FERRAUDO, A. S. Efeitos de sistemas de cultivo na densidade e macroporosidade

do solo e no desenvolvimento radicular do milho em Latossolo Roxo. Pesquisa Agropecuária

Brasileira, Brasília, v. 34, n. 2, p. 289-298, 1999.

De JONG van LIER, Q. Oxigenação do sistema radicular: uma abordagem física. Revista Brasileira

de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, n. 1, p. 233-238, 2001.

DEBIASI, H. Recuperação física de um Argissolo compactado e suas implicações sobre o sistema

solo-máquina-planta. 2008, 263 f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência

do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre,

2008.

DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C. Atributos físicos do solo e produtividade da soja em sistema de

integração lavoura-pecuária com braquiária e soja. Ciência Rural, v. 42, p. 1180-1186, 2012.

DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; GONÇALVES, S. L. Manejo da compactação do solo em sistemas

de produção de soja sob semeadura direta. Londrina: Embrapa Soja, 2008. 20 p. (Embrapa Soja.

Circular Técnica, 63).

DEBIASI, H.; LEVIEN, R.; TREIN, C. R.; CONTE, O.; KAMIMURA, K. M. Produtividade de soja

e milho após coberturas de inverno e descompactação mecânica do solo. Pesquisa Agropecuária

Brasileira, v. 45, p. 603-612, 2010.

DEDECEK, R.A.; RESCK, D.V.S.; FREITAS JR., E. de. Perdas de solo, água e nutrientes por erosão

em Latossolo Vermelho-Escuro dos Cerrados em diferentes cultivos sob chuva natural.

Campinas, SP. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 10, n. 3, p. 265-272. 1986.

DENARDIN, J.E. Fertilidade em solo! Como construí-la? Como mantê-la? In: WORKSHOP

INTEGRADA VERÃO 2008, 5, 2008, Londrina. Recuperação da fertilidade do solo - elevando

a produtividade dos sistemas agrícolas produtivos com agricultura de precisão e assessoria

dirigida. Trabalhos apresentados... Londrina: Integrada Cooperativa Agroindustrial, 2008. p.

66-78.

DENARDIN, J.E. Práticas conservacionistas complementares em sistema plantio direto. 14º

Encontro Nacional de Plantio Direto na Palha. Palestras 14º ENPDP, Bonito, MS, 2014,

disponível em < http://febrapdp.org.br/14enpdp/arquivos14/13-08_Aditorio_Guaicurus

Praticas_Conservacionistas_complementares_em_SPD_Jose_Eloir_Denardin.pdf >.

DENARDIN, J.E.; KOCHHANN, R.A.; DENARDIN, N.D. Considerações sobre adensamento e

compactação em manejo de Latossolos. In: WORKSHOP COESÃO EM SOLOS DOS

TABULEIROS COSTEIROS, 2001, Aracaju. Anais… Aracaju: Embrapa Tabuleiros Costeiros,

2001. p. 317-325.

DIAS JUNIOR, M. S.; PIERCE, F. J. O processo de compactação do solo e sua modelagem. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 20, p. 175-182, 1996.

DIEKOW, J. Estoque e qualidade da matéria orgânica do solo em função de sistemas de culturas e

adubação nitrogenada no sistema plantio direto. 164 f. 2003. Tese (Doutorado) - Programa de

Pós-Graduação em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio

Grande do Sul, Porto Alegre, 2003.

EMBRAPA. Manual de métodos de análises de solo. 2a. ed. Embrapa CNPS, Rio de Janeiro, 1997.

212p.

FEBRAPDP. Federação Brasileira de Plantio Direto na Palha. Disponível em:

http://www.febrapdp.org.br/.

FIDALSKI, J.; TORMENA, C. A. Funções de pedotransferência para as curvas de retenção de água

e de resistência do solo à penetração em sistemas de manejo com plantas de cobertura

permanente em citros. Ciência Rural, Santa Maria, v.37, n.5, p.1316-1322, 2007.

FOLONI, J. S. S.; CALONEGO, J. C. & LIMA, S. L. Efeito da compactação do solo no

desenvolvimento aéreo e radicular de cultivares de milho. Pesquisa Agropecuária Brasileira,

38:947-953, 2003.

FOLONI, J. S. S.; LIMA, S. L. & BÜLL, L. T. Crescimento aéreo e radicular da soja e de plantas de

cobertura em camadas compactadas do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 30:49-57,

2006.

FRANCHINI, J. C.; BORKERT, C. M.; FERRERA, M. M.; GAUDÊNCIO, C. A. Alterações na

fertilidade do solo em sistemas de rotação de culturas em semeadura direta. Revista Brasileira

de Ciência do Solo, Viçosa, v. 24, p. 459-467, 2000.

FRANCHINI, J.C.; COSTA, J.M.; DEBIASI, H.; TORRES, E. Importância da rotação de culturas

para a produção agrícola sustentável no Paraná. Londrina: Embrapa Soja, 2011. 52p. (Embrapa

Soja. Documentos, 327).

FRANCHINI, J.C.; DEBIASI, H.; BALBINOT JUNIOR, A.A.; TONON, B.C.; FARIAS, J.R.B.;

OLIVEIRA, M.C.N. & TORRES, E. Evolution of crop yields in different tillage and cropping

systems over two decades in southern Brazil, Field Crops Research, v. 137, p. 178-185, 2012.

FRANCHINI, J.C.; DEBIASI, H.; SACOMAN, A.; NEPOMUCENO, A.L.; FARIAS, J.R.B. Manejo

do solo para redução das perdas de produtividade pela seca. Londrina: Embrapa Soja, 2009. 40

p.

FREDDI, O.S.; CENTURION, J.F.; BEUTLER, A.M.; ARATANI, R.G.; LEONEL, C.L.

Compactação do solo no crescimento radicular e produtividade da cultura do milho. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.31, n.4, p.627-636, 2007.

GENRO JUNIOR, S.A.; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M. Variabilidade temporal da resistência à

penetração de um Latossolo argiloso sob semeadura direta com rotação de culturas. Revista

Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, n. 3, p. 477-484, 2004.

GENRO JUNIOR, S.A.; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M.; ALBUQUERQUE, J.A. Atributos

físicos de um Latossolo Vermelho e produtividade de culturas cultivadas em sucessão e rotação.

Ciência Rural, v. 39, n. 1, p. 65-73, 2009.

GUBIANI, P. I. Regularidade de resposta da cultura do milho à compactação do solo. 2012. 152f.

Tese (Doutorado em Ciência do Solo), Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria,

2012.

GUBIANI, P. I., REINERT, D. J., & REICHERT, J. M. Critical values of soil bulk density evaluated

by boundary conditions. Ciência Rural, 44(6), 994-1000, 2014

GUBIANI, P. I.; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J. Indicadores hídrico-Mêcanicos de compactação

do solo e crescimento de plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.3 7, n. 1, p.

1-10, 2013.

GUIMARÃES, R.M.L.; BALL, B.C.; TORMENA, C.A. Improvements in the visual evaluation of

soil structure. Soil Use and Management, v. 27, p.395-403, 2011.

GREGORY, A. S., WATTS, C. W., GRIFFITHS, B. S., HALLETT, P. D., KUAN, H. L., &

WHITMORE, A. P. The effect of long-term soil management on the physical and biological

resilience of a range of arable and grassland soils in England. Geoderma, 153(1), 172-185,

2009.

HAGQUIST, C.W. Preparation and care of microscope slides. American Biology Teacher, v.36,

p.414‑417, 1974.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e estatística. Levantamento sistemático da produção agrícola.

2015 [online]. Disponível em <

ftp://ftp.ibge.gov.br/Producao_Agricola/Levantamento_Sistematico_da_Producao_Agricola_[

mensal]/Comentarios/lspa_201503comentarios.pdf>. Acesso em 28 de abril de 2015.

JORGE, L.A.C.; SILVA, D.J.C. SAFIRA: manual de utilização. São Carlos, SP: Embrapa

Instrumentação Agropecuária, 2010. 29p.

KAISER, D.R.; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M.; COLLARES, G.L.; KUNZ, M. Intervalo hídrico

ótimo no perfil explorado pelas raízes de feijoeiro em um Latossolo sob diferentes níveis de

compactação. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.33, n.4, p.845-855, 2009.

KLEIN, V. A.; CAMARA, R. K. Rendimento da soja e intervalo hídrico ótimo em Latossolo

Vermelho sob plantio direto escarificado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 31,

n. 2, p. 221-227, 2007.

KLEIN, V. A.; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J. Água disponível em um Latossolo Vermelho

argiloso e murcha fisiológica de culturas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e

Ambiental, Campina Grande, v. 10, n. 3, p. 646-650, 2006.

KLUTHCOUSKI, J.; AIDAR, H. Implantação, condução e resultados obtidos com o sistema Santa

Fé. In: KLUTHCOUSKI, J.; STONE, L. F.; AIDAR, H. (Ed.). Integração lavoura-pecuária.

Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, p. 408-441, 2003.

KOLB E, Hartmann C, Genet P (2012) Radial force development during root growth measured by

photoelasticity. Plant Soil, Volume 360, Issue 1-2, pp 19-35, 2012.

LAL, R. Conservation tillage for sustainable agriculture: tropics versus temperate environments. In:

BRADY, N.C. Advances in Agronomy. San Diego: Academic Press, v. 42, p. 86-198, 1989.

LEITNER, D.; KLEPSCH, S.; BODNER, G.; SCHNEPF, A. A dynamic root system growth model

based on L-Systems: Tropisms and coupling to nutrient uptake from soil. Plant Soil. v.332, n.1,

p.177-192, 2010a.

LEITNER, D.; KLEPSCH, S.; KNIEß, A.; SCHNEPF, A. The algorithmic beauty of plant roots – an

L-System model for dynamic root growth simulation. Mathematical and Computer Modelling

of Dynamical Systems. v.16, n.6, p.575–587, 2010b.

LETEY, J. Relationship between soil physical properties and crop productions. Advances in Soil

Science, New York, v. 1, p. 277-294, 1985.

Levien, R.; Furlani, C. E.; Angeli, G. C. A., Conte, O. & Cavichioli, F. A. Semeadura direta de milho

com dois tipos de sulcadores de adubo, em nível e no sentido do declive do terreno. Ciência

Rural, 41(6), 996-1002, 2011.

LIPIEC, J.; ARVIDSSON, J.; MURER, E. Review of modeling crop growth, movement of water and

chemicals in relation to topsoil and subsoil compaction. Soil and Tillage Research, Amsterdam,

v. 73, n. 1-2, p. 145-170, 2003.

MELLO IVO, W. M. P. & MIELNICZUK, J. Influência da estrutura do solo na distribuição e na

morfologia do sistema radicular do milho sob três modos de preparo. Revista Brasileira de

Ciência do Solo, 23:135-143, 1999

MICHELON, C. J.; CARLESSO, R.; PETRY, M. T.; MELO, G. L.; SPOHR, R.B.; ANDRADE, J.

G. Qualidade física de solos irrigados de algumas regiões do Brasil Central. Revista Brasileira

de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 13, n. 1, p. 39-45, 2009.

MICHELON, C.J.; CARLESSO, R.; PETRY, M.T.; DAVID, G.; SANTA, C.D. Qualidade física de

solos irrigados do Estado do Rio Grande do Sul. Ciência Rural, v. 37, p. 1308-1315, 2007.

MONIZ, A.C. (coord.). Elementos de pedologia. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1975.

459p.

Moraes, M. T. D., Debiasi, H., Carlesso, R., Franchini, J. C., & Silva, V. R. D. Critical limits of soil

penetration resistance in a rhodic Eutrudox. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 38(1), 288-

298, 2014a.

Moraes, M. T., Silva, V. R. D., Zwirtes, A. L., & Carlesso, R. Use of penetrometers in agriculture: A

review. Engenharia Agrícola, 34(1), 179-193, 2014b.

MORAES, M.T. Qualidade física do solo sob diferentes tempos de adoção e de escarificação do

sistema plantio direto e sua relação com a rotação de culturas. Santa Maria, Universidade

Federal de Santa Maria, 2013. 205p. (Dissertação de Mestrado).

MORAES, M. T.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; SILVA, V. R. da. Soil penetration resistance

in a Rhodic Eutrudox affected by machinery traffic and soil water content. Engenharia Agrícola,

v. 33, p. 748-757, 2013.

MORAES, M.T.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J.C.; SILVA, V.R. Correction of resistance to

penetration by pedofunctions and a reference soil water content. Revista Brasileira de Ciência

do Solo, Viçosa, v.36, n.6, p.1704-1713, 2012.

O’SULLIVAN, M.F.; HANSHALL, J. K.; DICKSON, J.W.A. A simplified method for estimating

soil compaction. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 49, n.4, p325-335, 1999.

PAVAN, M. A.; BLOCH, M. F.; ZEMPULSKI, H. D.; MIYAZAWA, M.; ZOCOLER, D. C. Manual

de análise química do solo e controle de qualidade. Londrina, Instituto Agronômico do Paraná,

1992. 40p. (IAPAR. Circular, 76).

PREVEDELLO, C. L. Física do solo com problemas resolvidos. Curitiba, Saeafs, 1996, 446p.

QUEIROZ‑VOLTAN, R.B.; NOGUEIRA, S. dos S.S.; MIRANDA, M.A.C. de. Aspectos da

estrutura da raiz e do desenvolvimento de plantas de soja em solos compactados. Pesquisa

Agropecuária Brasileira, v.35, p.929‑938, 2000.

REICHERT, J.M.; REINERT, D.J.; BRAIDA, J.A. Qualidade dos solos e sustentabilidade de

sistemas agrícolas. Revista Ciência e Ambiente, Santa Maria, v. 27, p.29-48, 2003.

REICHERT, J.M.; SUZUKI, L.E.A.S.; REINERT, D.J. Compactação do solo em sistemas

agropecuários e florestais: Identificação, efeitos, limites críticos e mitigação. In: CERETTA,

C. A.; SILVA, L. S.; REICHERT, J. M. Tópicos em Ciência do Solo, Viçosa, v.5, p.49-134,

2007

RHEINHEIMER, D. S.; ANGHINONI, I. Distribuição do fósforo inorgânico em sistemas de manejo

de solo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 36, n. 1, p.151-160, 2001.

RICKMAN, R. W.; LETEY, J. & STOLZY, L. H. Plant Responses to Oxygen Supply and Physical

Resistance in the Root Environment. Soil Science Society of America Journal, v. 30, n.3, p.

304-307, 1966.

ROQUE, C.G.; CENTURION, J.F.; ALENCAR, G.V.; BEUTLER, A.N.; PEREIRA, G.T.;

ANDRIOLI, I. Comparação de dois penetrômetros na avaliação da resistência à penetração de

um Latossolo Vermelho sob diferentes usos. Acta Scientiarum: Agronomy, Maringá, v.25, n.1,

p.53-57, 2003.

ROSOLEM, C. A.; ALMEIDA, A. C. S. & SACRAMENTO, L. V. S. Sistema radicular e nutrição

da soja em função da compactação do solo. Bragantia, 53:259-266, 1994.

SANTOS, H.G. dos; JACOMINE, P.K.T.; ANJOS, L.H.C. dos; OLIVEIRA,V.A. de; OLIVEIRA,

J.B. de; COELHO, M.R.; LUMBRERAS, J.F.; CUNHA, T.J.F. (Ed.). Sistema brasileiro de

classificação de solos. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2006. 306 p.

SECCO, D.; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M. Produtividade de soja e propriedades físicas de um

Latossolo submetido a sistemas de manejo e compactação. Revista Brasileira de Ciência do

Solo, v. 28, p. 797-804, 2004.

SCHMIDT, S.; GREGORY, P.J.; GRINEV, D.V.; BENGOUGH, A.G. Root elongation rate is

correlated with the length of the bare root apex of maize and lupin roots despite contrasting

responses of root growth to compact and dry soils. Plant and soil, 372(1-2), 609-618, 2013.

Silva, A. P. D., Imhoff, S., & Kay, B. Plant response to mechanical resistance and air-filled porosity

of soils under conventional and no-tillage system. Scientia Agricola, 61(4), 451-456, 2004.

SILVA, A. P.; KAY, B. D.; PERFECT, E. Characterization of the Least Limiting Water Range of

Soils. Soil Science Society of America Journal, v.58, p.1775-1781, 1994.

SILVA, M. A. S.; MAFRA, A. L.; ALBUQUERQUE, J. A.; BAYER, C.; MIELNICZUK, J.

Atributos físicos do solo relacionados ao armazenamento de água em um Argissolo Vermelho

sob diferentes sistemas de preparo. Ciência Rural, Santa Maria, v.35, n.3, p.544-552, 2005.

SILVA, V. R. Propriedades físicas e hídricas em solos sob diferentes estados de compactação. 2003.

171 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração

Biodinâmica de Solos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2003.

SILVA, V. R.; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J.; BORTOLUZZI, E. C. Soil water dynamics

related to the degree of compaction of two Brazilian Oxisols under no-tillage. Revista Brasileira

de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, n. 5, p. 1097-1104, 2009.

SILVA, V. R.; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J.; BORTOLUZZI, E. C. Soil water dynamics

related to the degree of compaction of two Brazilian Oxisols under no-tillage. Revista Brasileira

de Ciência do Solo, Viçosa, v.33, n. 5, p.1097-1104, 2009.

SILVA, V. R.; REINERT, D. J.; REICHERT, J. M. Comparação entre os métodos do cilindro e do

torrão na determinação da porosidade e da densidade do solo. Ciência Rural, Santa Maria, v.

30, n. 6, p. 1065-1068, 2000.

SNH – Scottish Natural Heritage. The main soil types in Scotland. Disponível em:

<http://www.snh.gov.uk/about-scotlands-nature/rocks-soils-and-landforms/scotlands-

soils/soil-types/>. 2015. Acesso em 11 de janeiro de 2015.

SOANE, B.D.; BALL, B.C.; ARVIDSSON, J.; BASCH, G.; MORENO, F.; ROGER-ESTRADE, J.

No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities

for crop production and the environment. Soil Tillage Research, 118, 66-87, 2012.

SUZUKI, L.E.A.S., REICHERT, J.M., REINERT, D.J. Degree of compactness: soil physical

properties and yield of soybean in six soils under no-tillage. Soil Res. 51, 311–321, 2013.

TAMA, K.; EL-SWAIFY, S.A. Charge, colloidal and structural stability inter-relationships for

Oxidic soils. In: EMERSON, W.W.; BOND, R.D.; DEXTER, A.R. ed. Modification of soil

struture. Salisbury: J. Wiley, 1978. cap.5, p.41-49.

TAVARES FILHO, J.; FONSECA, I. C. B.; RIBON, A. A.; BARBOSA, G. M. C. Efeito da

escarificação na condutividade hidráulica saturada de um Latossolo Vermelho sob plantio

direto. Ciência Rural, Santa Maria, v. 36, n. 3, p. 996-999, 2006.

TAYLOR, H.M.; ROBERSON, G.M.; PARKER JR., J. J. Soil strength-root penetration relations to

medium to coarse-textured soil materials. Soil Science, v.102, p. 18-22, 1966.

TEBRUGGE, F., 2001. No-tillage visions-protection of soil, water and climate and influence on

management and farm income. In: Garcia-Torres, L., Benites, J., Martınez-Vilela, A. (Eds.).

Conservation Agriculture-A Worldwide Challenge. World Congress on Conservation

Agriculture, Vol. 1, pp. 303–316.

TEDESCO, M.J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C.A.; BOHNEN, H & VOLKWEISS, S.J. Análise de

solo, planta e outros materiais. 2 ed. Porto Alegre, Depto. de Solos – UFRGS, 174 p. 1995.

(Boletim técnico, 5).

TORMENA, C. A. Atributos físicos e qualidade física do solo que afetam a produtividade da cultura

do milho safrinha. Paletra... X Seminário Nacional de Milho Safrinha. Rio Verde, p.75-88,

2009.

TORMENA, C.A.; ARAÚJO, M.A.; FIDALSKI, J. & COSTA, J.M. Variação temporal do intervalo

hídrico ótimo de um Latossolo Vermelho distroférrico sob sistemas de plantio direto. R. Bras.

Ci. Solo, 31:211-219, 2007.

TORRES, E.; SARAIVA, O. F. Camadas de impedimento mecânico do solo em sistemas agrícolas

com a soja. Londrina: EMBRAPA Soja, 1999. 58 p. (EMBRAPA Soja, Circular Técnica, 23).

TROLDBORG, M., AALDERS, I., TOWERS, W., HALLETT, P. D., MCKENZIE, B. M.,

BENGOUGH, A. G., LILLY, A., BALL, B. & HOUGH, R. L. Application of Bayesian Belief

Networks to quantify and map areas at risk to soil threats: Using soil compaction as an example.

Soil and Tillage Research, 132, 56-68, 2013.

TULLBERG, J. N. Wheel traffic effects on tillage draught. Journal of Agricultural Engineering

Research, Amsterdam, v. 75, n. 4, p. 375-382, 2000.

USDA – United States Department of Agriculture. Soil survey manual. Washington, DC, USA, Soil

Survey Division Staff, 1993. 437p. (USDA. Agriculture Handbook, 18).

Valentine, T.A.; Hallett, P.H.; Binnie, K.; Young, M.W.; Squire, G.R.; Hawes, C.; Bengough, A.G.

Soil strength and macropore volume limit root elongation rates in many UK agricultural soils.

Annals of Botany, v.110, p.259–270, 2012.

VAZ, C.M.P.; MANIERI, J.M.; DE MARIA, I.C.; TULLER, M. Modeling and correction of soil

penetration resistance for varying soil water content, Geoderma, Amsterdam, v.166, n.1, p.92–

101, 2011.

VEIGA, M.; HORN, R.; REINERT. D. J.; REICHERT, J. M. Soil compressibility and penetrability

of an Oxisol from southern Brazil, as affected by long-term tillage systems. Soil and Tillage

Research, v. 92, p. 104-113, 2007.

VIEIRA, S.R. Permeâmetro: novo aliado na avaliação de manejo do solo. O Agronômico, v. 47-50,

p. 32-33, 1998.

Dundee, 18 de dezembro de 2015

Moacir Tuzzin de Moraes

Coordenador do Projeto

Observações:

Quando se tratar de RELATÓRIO PARCIAL incluir pequeno resumo do parcial anterior

Resumo dos relatórios parciais anteriores e atual situação do relatório

No primeiro relatório, em junho de 2014, apresentamos resultados das culturas de trigo (inverno

de 2013) e soja (verão de 2013/14) em Londrina e de soja (verão 2013/14) em Eldorado do Sul. Já no

segundo relatório, em dezembro de 2014, incluímos resultados referentes aos cultivos da safra de

inverno de 2014, nos quais englobaram as culturas de trigo (Eldorado do Sul e Londrina), aveia,

brachiária e milho de segunda safra (Londrina). No terceiro relatório, em dezembro de 2014,

resultados de relações de atributos físicos foram relacionados com produtividade de grãos e

crescimento radiculares, principalmente para a cultura da soja. Neste relatório, apresentado em

dezembro de 2015, estamos incluindo resultados de parâmetros radiculares das culturas, além de

tentativas de modelagem do crescimento radicular com presença de camadas compactadas ou com o

efeito juntamente com o fluxo de água no solo (será aprofundado no próximo relatório).

Assim, até o momento foram realizadas algumas considerações que indicavam que

considerando o sistema de produção trigo/soja, valores de RP acima de 2,5 MPa, medidos em um

conteúdo de água equivalente à capacidade de campo, indicam um estado de compactação que reduz

a produtividade das culturas em um Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso. Entretanto, a

escarificação solo, não proporciona aumento da produtividade de grãos das culturas de trigo, soja,

milho, aveia e brachiária em um Latossolo ou para as culturas de trigo, soja e milho em um Argissolo.

A produtividade de grãos de soja, trigo e milho em Argissolo Vermelho apresentaram tendências de

incrementos em função dos primeiros tráfegos de trator. Assim, para compreender os processos

envolvidos na produtividade de grãos das culturas a modelagem do crescimento radicular e

desenvolvimento das culturas em função das condições físicas do solo demonstra-se importante para

visualizar os resultados de forma integrada e dinâmica.

Documents

RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO · RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO Projeto Agrisus No: 1236/13 Período Relacionado: 01 de julho de 2015 a 31 de dezembro de 2015