Sistemas de preparo e resistência à penetração e densidade de um Latossolo Vermelho eutrófico em cultivo intensivo e pousio

Resistance to penetration and density of a soil submitted to different systems of tillage and cultivations

Sistemas de preparo e resistência à penetração e densidade de um Latossolo Vermelho eutrófico em cultivo intensivo e pousio¹

Resistance to penetration and density of a soil submitted to different systems of tillage and cultivations

Renato de Mello Prado²; Cassiano Garcia Roque²; Zigomar Menezes de Souza²

Universidade Estadual Paulista, Fac. de Ciências Agrárias e Veterinárias, Dep. de Solos e Adubos, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n^o, CEP 14870-000 Jaboticabal, SP. Bolsista da Fapesp

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O manejo inadequado do solo causa a sua degradação e à queda no rendimento de muitas culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações na resistência à penetração e na densidade do solo em razão de sistemas de preparo do solo, durante e após o cultivo intensivo e após cinco anos de pousio em um Latossolo Vermelho eutrófico. Foram estudados dois sistemas de preparo do solo, com grade aradora e preparo reduzido com enxada rotativa e três épocas de amostragem compreendendo os anos agrícolas 1992/1993, 1993/1994 (sob cultivo intenso) e 1999/2000 (cinco anos sob pousio). Na avaliação dos sistemas de preparo do solo, nas diferentes épocas de amostragens, foram utilizados como parâmetros a resistência à penetração e a densidade do solo. Os sistemas de preparo do solo afetaram significativamente a resistência à penetração e a densidade do solo nas profundidades estudadas. No solo submetido a longo período de pousio, a resistência à penetração sofreu aumento significativo, comparado ao solo sob cultivo intenso, independentemente do sistema de preparo de solo anteriormente utilizado. Após cinco anos em pousio, a densidade do solo foi maior no sistema de preparo do solo com grade aradora do que no sistema de preparo com enxada rotativa.

Termos para indexação: grade, enxada, cultivador rotativo, compactação do solo.

ABSTRACT

Inadequate handling leads to the degradation and the decrease in the yield of many crops. The objective of this work was to evaluate the alterations in the resistance to penetration and density of soil due to systems tillage, during and after the intensive cultivation and after five years of fallow in a Red Eutrophic Latosol (Eutrudox). Two tillage systems (tillage with harrow plow and reduced tillage with rotary tilling) and three sampling times comprising the agricultural years 1992/1993, 1993/1994 (under intense cultivation) and 1999/2000 (five years under fallow) were studied. For the evaluation of the systems of tillage at different times of samplings, the resistance to penetration and the density of soil were used as parameters. The systems of tillage affected significantly the resistance to penetration and density of soil in the studied depths. In soil submitted to long fallow period, the resistance to penetration increased significantly, compared to the soil under intense cultivation, independently of the system of tillage previously used. The system of tillage with harrow plow was responsible for the largest density of soil after long fallow period.

Index terms: harrows, hoes, rotary cultivators, soil compaction.

Introdução

A mecanização agrícola é um componente básico na maioria das estratégias de desenvolvimento rural e no aumento da produtividade. No entanto, sua introdução desordenada, sem adaptação prévia aos diferentes tipos de solos, pode ocasionar uma rápida e contínua degradação desse recurso natural (Siqueira, 1999).

O uso intensivo de máquinas e implementos na agricultura moderna pode modificar as propriedades do solo, em relação àquelas de seu estado natural. Têm sido detectadas camadas compactadas subsuperficiais causadas pelo intenso tráfego de máquinas e implementos agrícolas, que provocam pressões na superfície do solo (Mantovani, 1987), afetando a sua densidade (Moraes & Benez, 1996), degradando a macroestrutura e reduzindo o grau de floculação da argila do solo (Prado & Centurion, 2001).

A compactação do solo é um processo que leva ao aumento de sua resistência, redução da porosidade, da continuidade de poros, da permeabilidade e da disponibilidade de nutrientes e água. Esse processo afeta o crescimento e o desenvolvimento radicular, aumenta a densidade do solo, as perdas de N por desnitrificação, o consumo de combustível das máquinas no preparo dos solos compactados e aumenta a erosão do solo pela menor infiltração de água (Soane & Ouwerkerk, 1994). Por diminuir a macroporosidade, a água retida nos microporos permanece sob altas tensões indisponível para as plantas (Kertzmann, 1996).

Com a crescente preocupação dos pesquisadores e agricultores em preservar os recursos naturais, principalmente o solo, torna-se necessário minimizar a mobilização do mesmo e manter quantidades razoáveis de resíduos vegetais sobre a sua superfície. Assim, surgiram novas tecnologias, como o cultivo mínimo que, em relação ao preparo convencional, desagrega menos o solo e mantém maior quantidade de resíduos vegetais na sua superfície (Furlani, 2000).

Na avaliação da resistência mecânica à penetração de raízes no solo, têm sido utilizados, na maioria das pesquisas, estudos de penetrometria por causa da facilidade e rapidez na obtenção dos resultados (Bengough & Mullins, 1990), apesar das diferenças entre uma raiz e um cone metálico (Barley & Greacen, 1967). Além disso, a dependência dos resultados, em relação ao teor de água e densidade do solo, dificulta sua interpretação (Klein & Boller, 1995; Klein et al., 1998).

No Brasil, há uma deficiência de estudos sobre o efeito do pousio por longo período, partindo de sistemas intensivos de cultivo nas propriedades físicas do solo, uma vez que a maioria dos trabalhos sobre o manejo do solo e as modificações de suas propriedades físicas comparam diferentes sistemas de manejo com a mata nativa.

O conhecimento dessas alterações, em condições específicas de solo e clima, é importante no entendimento da potencialidade dos sistemas de manejo em relação às condições físicas do solo e na adoção de práticas para contornar limitações advindas da sua utilização.

O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações na resistência à penetração e na densidade do solo em razão de sistemas de preparo do solo, durante o cultivo intensivo e após cinco anos de pousio em um Latossolo Vermelho eutrófico.

Material e Métodos

O experimento foi realizado na área experimental da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (Unesp), Campus de Jaboticabal, SP, com 21^o18'58" W, 21^o15'22" S e altitude de 570 m. O clima, conforme o sistema de Köppen, é do tipo Cwa. O solo da área experimental é um Latossolo Vermelho eutrófico (Aloisi & Demattê, 1974). Sua composição granulométrica, nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, respectivamente, apresentou, em g kg^-1, areia total: 182, 183, 183; silte: 234, 180 e 175; argila: 584, 637 e 642.

A área, em 1991, foi cultivada com milho e em 1992, iniciou-se um sistema intensivo de manejo com a sucessão de milho e feijão por dois anos, em diferentes sistemas de preparo do solo, cujos resultados foram apresentados por Coan (1995). A partir desse trabalho, foram utilizados, no presente estudo, dados de alguns atributos físicos do solo submetido aos sistemas de preparo grade aradora e enxada rotativa. Após 1994, a área permaneceu em pousio, e sua cobertura vegetal espontânea foi submetida a três roçadas por ano. Em março de 1999, avaliou-se o efeito residual dos sistemas de preparo do solo em seus atributos físicos.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com parcelas subdivididas, e quatro repetições. Os tratamentos de sistemas de preparo de solo e de épocas de amostragem estão na parcela e a profundidade de amostragem na subparcela. Foram dois sistemas de preparo de solo – preparo com grade aradora e preparo reduzido com enxada rotativa – e três épocas de amostragem, compreendendo os anos agrícolas de 1992/1993, 1993/1994 (sob cultivo intenso) e 1999/2000 (após pousio por cinco anos). A área útil de cada parcela era de 100 m² (10x10 m). Utilizou-se grade aradora (18 discos x 0,66 m) com 2,25 m de largura, acoplada a trator com potência nominal do motor de 118 cv, operando a 1.900 rpm e marcha 2^a M (pneus 18.4-30). A enxada rotativa era equipada com seis flanges e lâmina tipo veloz, com 1,22 m de largura. Foi utilizado o trator de pneus com potência nominal do motor de 75 cv, operando a 1.800 rpm e marcha 2^a R (pneus 18.4-30). A caixa seletora da enxada foi regulada para 153 rpm, operando com o anteparo traseiro levantado.

Na avaliação dos sistemas de preparo do solo, nas diferentes épocas de amostragem, foram utilizadas como parâmetros a resistência à penetração e a densidade do solo nas profundidades de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; 0,15-0,20; 0,20-0,25; 0,25-0,30; 0,30-0,35; 0,35-0,40 m e 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, respectivamente.

Na determinação da resistência mecânica à penetração, utilizou-se um penetrômetro, com capacidade de carga de 150 kgf, precisão de 0,001 kgf, provido de uma haste de 0,65 m de comprimento, equipado com cone confeccionado em aço (INOX AISI 516), com inclinação de 30^o e diâmetro de 0,2027 m. Foram tomados cinco pontos por parcela em diagonal, em sentidos perpendiculares, nas respectivas profundidades. Os valores de leitura foram obtidos em kgf/cm² e, posteriormente, transformados em MPa (1 kgf/cm² = 0,0981 MPa).

Na avaliação da densidade do solo, foram retiradas amostras em três profundidades através de cilindros padronizados (volume de 10^-4 m³) com auxílio de amostrador, tomando-se três pontos em diagonal por parcela. Utilizou-se o método de Ulhand, descrito por Daniel & Maretti (1990). Na determinação do teor de água no solo pelo método gravimétrico padrão, foram retiradas três amostras em cada parcela, com trado do tipo holandês em três profundidades (0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m). As amostras foram retiradas um dia antes do preparo do solo da sua respectiva época de amostragem, juntamente com as determinações da resistência do solo à penetração.

Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, usando-se o software Statistical Analysis System (SAS Institute, 1995).

Resultados e Discussão

Resistência à penetração

Concomitantemente às leituras de resistência à penetração, foram tomados dados da umidade do solo e observou-se, no perfil analisado (0,00-0,40 m), que a umidade estava homogênea nos dois sistemas de preparo do solo em cada época de amostragem. Os resultados médios da umidade do solo para o ano 1992/1993 foram de 0,258, 0,267 e 0,274 kg kg^-1 nas profundidades de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, respectivamente; no ano 1993/1994 foram de 0,243, 0,245 e 0,255 kg kg^-1 e no ano de 1999/2000, foram de 0,255, 0,248 e 0,245 kg kg^-1, respectivamente às profundidades estudadas.

O efeito dos sistemas de preparo do solo nos valores de resistência à penetração foi condicionado pela época de amostragem e profundidade estudadas, de forma que resultou em interações dupla: profundidade x sistema e, tripla: profundidade x sistema x época (Tabela 1).

Na última época de amostragem (1999/2000), a resistência à penetração aumentou nas camadas entre 0,00 e 0,25 m no sistema de preparo com grade aradora e no sistema de preparo reduzido com enxada rotativa, o aumento ocorreu nas camadas entre 0,10 e 0,40 m (Tabela 2). Este fato mostra que o cultivo intenso com sucessão de cultura pode até reduzir a resistência à penetração, comparado com uma área deixada em pousio. Isto deve-se ao fato de que, no sistema intensivo de cultivo, as operações de revolvimento do solo, realizadas de forma adequada, tendem a aumentar a sua macroporosidade. O preparo do solo realizado ocorreu quando ele se encontrava com umidade abaixo do ponto crítico de compactação, sugerido por Figueiredo et al. (2000) para a mesma classe de solo em estudo, a qual recomenda que operações motomecanizadas devem ser executadas quando a umidade do solo for menor que 0,29 kg kg^-1. Assim como na época de preparo do solo a umidade estava abaixo da crítica de compactação (0,24 a 0,27 kg kg^-1), isto pode ter contribuído para evitar um eventual aumento da resistência à penetração.

Por outro lado, no solo submetido ao pousio por longo período, a resistência à penetração aumentou significativamente, atingindo valores acima de 2,0 MPa (Tabela 2). Segundo Tormena & Roloff (1996), valores de resistência à penetração acima de 2,0 MPa são considerados impeditivos para o crescimento de raízes no solo. Portanto, ambos os sistemas de preparo do solo não apresentaram efeito residual por longo período, pois os valores de resistência à penetração foram impeditivos ao crescimento das raízes em todas as profundidades estudadas após cinco anos de pousio.

Furlani (2000) também constatou que o solo quando submetido ao pousio apresentou aumento da resistência à penetração. Voorhees & Lindstrom (1984) relataram que isto ocorre por causa do pousio expor o solo à ação direta da chuva, levando-o à desagregação, uma vez que as plantas daninhas espontâneas não são capazes de promover continuamente adequada cobertura do solo em termos quantitativo e qualitativo e produzem baixa quantidade de biomassa. Além disso, segundo Favero et al. (2000), o acúmulo de nutriente é menor se comparado a outras culturas próprias para a adubação verde.

As interações podem ser explicadas pelo fato de que o sistema de preparo com grade aradora tendeu a propiciar resistência à penetração menor somente na camada subsuperficial (0,25-0,40 m), ao passo que, no preparo do solo com enxada rotativa, este fato ocorreu na camada superficial (0,00-0,10 m), e estes resultados ocorreram apenas na amostragem de 1999/2000 (Tabela 2). Desse modo, para o ano de amostragem de 1999/2000, constatou-se correlação significativa entre a profundidade (x) e a resistência à penetração (y), ou seja, houve uma redução da resistência à penetração com a profundidade no preparo do solo com grade aradora (y = 3,72 - 0,1786x, r = 0,93**) e um aumento linear desse parâmetro com a enxada rotativa (y = 2,87 + 0,1056x, r = 0,56*). Esses efeitos diferenciados dos sistemas de preparo ao longo do perfil do solo devem-se à sua ação diferenciada na camada mobilizada de solo. Esta maior compactação subsuperficial da enxada rotativa pode ser atribuída à conformação das enxadas, que promovem um espelhamento do solo logo abaixo do ponto de contato das enxadas com o solo. A ocorrência da compactação da camada subsuperficial, denominada "pan", foi relatada por Borresen & Nijos (1993).

Densidade do solo

Em relação aos valores de densidade do solo, não se observaram diferenças significativas entre os tratamentos por profundidade, tampouco entre médias de profundidades e interação entre tratamentos e profundidade (Tabela 1). Porém, houve interação entre o sistema de preparo do solo e época de amostragem para o presente atributo, e, com isso, efetuou-se o desdobramento dos tratamentos.

Nos dois sistemas de preparo do solo, houve diferença em relação à sua época de amostragem, e a maior densidade do solo ocorreu no sistema de preparo com grade aradora, na época de amostragem de 1999/2000, após cinco anos em pousio (Tabela 3). Wutke et al. (2000) também verificaram aumento da densidade do solo sob pousio, e argumentaram que isto faz com que haja redução dos fluxos de ar, água e dos espaços vazios, e aumento da resistência à penetração, com prejuízos ao crescimento do sistema radicular. A menor densidade do solo foi promovida pela enxada rotativa, comparada com grade aradora, na época de amostragem de 1999/2000, especialmente na camada superficial do solo.

Os menores valores para a densidade do solo, nos dois sistemas de preparo, ocorreram na época de amostragem de 1992/1993, e um pequeno aumento deste atributo foi verificado no cultivo subseqüente (1993/1994). Portanto, dentro do sistema intensivo de cultivo (1992/1993 e 1993/1994), não há diferenças entre os sistemas de preparo do solo com grade aradora e enxada rotativa, quanto às alterações na sua densidade.

O sistema de preparo com grade aradora apresentou maiores valores de densidade do solo em relação à enxada rotativa apenas no ano de 1999/2000. Isso se deve, provavelmente, ao arranjamento natural que o solo tende a apresentar quando deixa de sofrer manipulação mecânica (Fernandes et al., 1983; Cavenage et al., 1999).

Interação densidade do solo e resistência à penetração

Como houve efeito diferenciado dos sistemas de preparo na resistência à penetração e na densidade do solo (Tabela 1), optou-se por correlacionar estas variáveis e constatou-se que não houve correlação entre elas (Figura 1). Segundo Larson (1964), a ausência de correlação entre essas duas variáveis é por causa de que a densidade do solo não é uma medida direta da resistência à penetração, porque não mede o tamanho dos poros e rigidez do solo.

Conclusões

1. Os sistemas de preparo do solo afetam a resistência à penetração e a densidade do solo.

2. A resistência à penetração aumenta quando o solo é submetido a longo período de pousio, independentemente do sistema de preparo anteriormente utilizado.

3. Após cinco anos em pousio, a densidade do solo é maior no sistema de preparo de solo com grade aradora do que no sistema de preparo com enxada rotativa.

Agradecimentos

À Fazenda de Ensino e Pesquisa da FCAV/Unesp, pelo apoio na execução do experimento e ao CNPq, pelo auxílio financeiro.

Cassiano Garcia Roque

E-mail: [e-mail]

Zigomar Menezes de Souza

E-mail: [e-mail]

Aceito para publicação em 10 de julho 2002.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Abr 2003
• Data do Fascículo
  Dez 2002

Histórico

• Aceito
  10 Jul 2002