Variação dos valores de pH e dos teores de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro em profundidade em Argissolo Vermelho-Amarelo, sob diferentes sistemas de preparo de solo

Variation of pH values and contents of organic carbon, copper, manganese, zinc and iron in depth in an Ultisol (Argissolo Vermelho-Amarelo) as function of different tillage systems

SOLOS E IRRIGAÇÃO

Variação dos valores de pH e dos teores de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro em profundidade em Argissolo Vermelho-Amarelo, sob diferentes sistemas de preparo de solo

Variation of pH values and contents of organic carbon, copper, manganese, zinc and iron in depth in an Ultisol (Argissolo Vermelho-Amarelo) as function of different tillage systems

Itamar Rosa Teixeira; Caetano Marciano de Souza; Aluízio Borém; Gilson Fernandes da Silva

Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viçosa, 36570-000 Viçosa (MG). E-mail: [e-mail]; [e-mail]; [e-mail]; [e-mail]

RESUMO

A semeadura direta vem sendo cada vez mais adotada pelos produtores, e as pesquisas têm gerado maior número de informações sobre os aspectos nutricionais, relacionadas principalmente ao acúmulo de matéria orgânica e nutrientes, notadamente os macronutrientes, como também os aspectos de acidez. Entretanto, existe ainda carência de informações sobre a dinâmica dos micronutrientes neste sistema. Em experimento estabelecido há quinze anos em um Argissolo Vermelho-Amarelo, coletaram-se amostras de solo para avaliar a influência de seis sistemas de preparo de solo: semeadura direta (SD), arado de aivecas (AA), arado de disco (AD), grade pesada (GP), grade pesada + arado de aivecas (GP+AA) e grade pesada + arado de disco (GP+AD), sobre os valores de pH e os teores de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro em quatro profundidades (0-2,5; 2,5-5,0; 5,0-10,0 e 10,0-20,0 cm). Foram constatadas diferenças para os valores de pH e os teores de carbono orgânico, cobre, manganês e zinco entre os sistemas de preparo e profundidades amostradas, com os maiores valores sendo observados nos primeiros 5 cm do solo sob o sistema SD. A partir desta profundidade ocorreu similaridade entre os teores em profundidade, com decréscimos mais acentuados na camada de 10 a 20 cm. O teor de ferro mostrou-se influenciado negativamente pela presença de matéria orgânica em superfície nos sistemas SD e GP. Os teores de micronutrientes analisados relacionaram-se positivamente com os teores de carbono orgânico nos diferentes sistemas de preparo e profundidades. Os tratamentos que envolveram maior revolvimento do solo apresentaram maior homogeneidade dos teores de carbono orgânico e micronutrientes ao longo do perfil amostrado.

Palavras-chave: semeadura direta, sistemas de preparo e micronutrientes.

ABSTRACT

No-till has been adopted more and more by farmers and research has generated much information on nutritional aspects, mainly related to organic matter, nutrients accumulation, especially macronutrients, and soil acidity. However, there is a lack of information on micronutrient dynamics in this tillage system. In an experiment installed fifteen years ago on an Ultisol (Argissolo Vermelho-Amarelo) soil samples were collected to evaluate the influence of six soil tillage systems: no-till (SD), moldboard plow (AA), disk plow (AD), tandem-heavy disk plow (GP), tandem-heavy disk plow + moldboard plow (GP+AA) and tandem-heavy disk plow + disk plow (GP+AD), on pH values and contents of organic carbon and micronutrients copper, manganese, zinc and iron in four depths (0-2.5; 2.5-5.0; 5.0-10.0 and 10.0-20.0 cm). Differences were observed for values of pH and contents of organic carbon, copper, manganese and zinc for tillage systems and soil depths, with the largest values being observed in the first 5 cm of soil depth under the SD system. Below the depth of 5 cm more similarity for the studied treatments was observed, with greater content reductions in the layer from 10 to 20 cm. Iron contents was negatively influenced by the organic matter in surface in SD and GP systems. Micronutrient contents correlated positively with organic carbon contents in the different tillage systems and depths. The treatments that involved greater soil turn-over showed larger homogeneity on organic matter and micronutrient contents along the sampled profile.

Key words: no-till, tillage systems and micronutrients.

1. INTRODUÇÃO

Pesquisas realizadas em diversas regiões brasileiras têm mostrado alterações significativas nas propriedades químicas de solo sob o sistema de semeadura direta, comparativamente ao cultivo convencional. A maior parte dos estudos indica que a semeadura direta promove, entre outros efeitos, o aumento no teor de matéria orgânica e de nutrientes nas camadas superficiais do solo, bem como também a elevação dos valores de pH do solo (KLEPKER e ANGHINOMI, 1995; PAIVA et al., 1996; TOGNOM et al., 1997; BAYER e MIELNICZUK, 1997; RHEINHEIMER et al., 1998; SANTOS e TOMM, 1999; FRANCHINI et al., 2000), em razão do não-revolvimento do solo que o sistema proporciona.

O acúmulo de matéria orgânica em superfície é um dos aspectos mais importantes para o sucesso da semeadura direta, tendo sua aplicação preconizada como alternativa para correção da acidez e neutralização do Al tóxico, e que estaria relacionado, principalmente, ao potencial de complexação do Al com ácidos orgânicos solúveis presentes nos restos culturais, como foi constatado por MIYAZAWA et al. (1993) e FRANCHINI et al. (1999). Em vista da ausência de incorporação dos corretivos e do acúmulo de restos vegetais e de adubos em superfície, a semeadura direta pode interferir diretamente na disponibilidade de nutrientes, especialmente os micronutrientes, trazendo dessa maneira, a necessidade da busca de informações a respeito desse assunto.

A maior parte das pesquisas envolvendo micronutrientes tem sido realizada em condições de cultivos convencionais, com informações ainda incipientes na literatura sobre a dinâmica de micronutrientes em semeadura direta no Brasil. CASTRO et al. (1992), comparando as alterações na distribuição de cobre, ferro, manganês e zinco (extrator o DTPA) em solos submetidos à semeadura direta e ao preparo convencional, observaram que a primeira proporcionou maiores teores de cobre e manganês, e não houve influência dos sistemas sobre os teores de ferro e zinco.

Os autores ressaltaram que as variações provocadas pelos sistemas de manejo sobre os teores dos micronutrientes foram modestas, mesmo quando significativas, não sendo suficiente para afetar a disponibilidade para as plantas, o que foi atribuído aos três anos de aplicação dos sistemas de preparo.

Em outros países, especialmente EUA, há maior número de informações, porém são ainda contraditórias. MAHLER et al. (1982), tendo o DTPA como extrator, notaram diferenças significativas nos teores e na distribuição em profundidade de cobre, manganês, zinco e ferro em solo sob semeadura direta em relação ao preparo convencional. Por outro lado, SHUMAN e HARGROVE (1985), analisando amostras de solo submetido por oito anos à semeadura direta e ao cultivo convencional, não encontraram diferenças nos teores disponíveis de cobre, ferro, manganês e zinco (extrator DTPA).

Em estudos realizados por HARGROVE et al. (1982), também não foram observadas diferenças significativas em relação aos teores de cobre, extraído por DTPA, nas áreas sob semeadura direta e cultivo convencional.

Por outro lado, houve uma tendência de acúmulo de manganês e zinco na superfície do solo sob semeadura direta e atribuíram esse fato ao acúmulo de resíduos de plantas.

O objetivo do presente estudo foi verificar as alterações nos valores de pH do solo e dos teores e distribuição de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro em Argissolo Vermelho-Amarelo submetido há quinze anos aos sistemas de semeadura direta e diferentes preparos convencionais.

2. MATERIAL E MÉTODOS

As amostras de solo foram coletadas em um experimento, que vem sendo desenvolvido há quinze anos na Estação Experimental de Coimbra, em Argissolo Vermelho-Amarelo.

Durante esses anos, a área foi ocupada com a seguinte seqüência de culturas: 1985/86 - consórcio milho + feijão da "seca"; 1986/87 - feijão das "águas" e da "seca"; 1987/88 - milho; 1988/89 - milho; 1989/90 - feijão das ''águas" e da "seca"; 1990/91 - milho; 1991/92 - milho; 1992/93 - milho; 1993/94 - milho; 1994/95 - milho; 1995/96 - trigo; 1996/97 - soja e trigo; 1997/98 - milho; 1998/99 - milho e 1999/00 - milho.

O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados, em esquema fatorial 6 x 4 com quatro repetições, envolvendo seis sistemas de preparo: semeadura direta (SD), arado de aivecas + duas gradagens destorroadoras (AA), arado de disco + duas gradagens destorroadoras (AD), grade pesada + duas gradagens destorroadoras (GP), grade pesada+arado de aivecas+duas gradagens destorroadoras (GP+AA) e grade pesada+arado de disco+duas gradagens destorroadoras (GP+AD) e quatro profundidades de amostragem do solo (0-2,5; 2,5-5; 5-10 e 10-20 cm). Cada parcela ocupou uma área de 112 m² (14 x 8 m).

Nos últimos cinco anos foram efetuadas as seguintes adubações: trigo - adubação-base de 350 kg.ha^-1 (fórmula 04-14-08) e em cobertura 20 kg.ha^-1 de N (sulfato de amônio); soja - adubação de plantio de 350 kg.ha^-1 da mistura, 300 kg.ha^-1 de superfosfato simples e 50 kg.ha^-1 de cloreto de potássio. Para o milho cultivado nos últimos três anos, utilizaram-se 400 kg.ha^-1 de 04-14-08 no plantio e 40 kg.ha^-1 N em cobertura (uréia).

As amostras de solo para realização das análises químicas foram coletadas com trado calador: cada repetição era composta de cinco subamostras, retiradas aleatoriamente em cada parcela e em diferentes profundidades. As análises químicas para determinação do pH em água e os teores de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro foram realizadas conforme EMBRAPA (1997), utilizando-se Mehlich 1 como extrator para os micronutrientes e Walkley Black para extração do carbono orgânico.

A análise estatística foi realizada utilizando-se o programa SAEG, de acordo com GOMES (1990). As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade. Procedeu-se também estudo de correlações entre os valores de pH e os teores de carbono orgânico, cobre, manganês, zinco e ferro nos diferentes sistemas de preparo e profundidades de amostragens.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Notou-se diferença significativa nos valores médios de pH em água entre os diversos sistemas de preparo de solo nas diferentes profundidades amostradas (Quadro 1). Maiores valores foram detectados nos primeiros 5 cm do solo no sistema SD, diferindo significativamente dos demais tratamentos de profundidade.

Nos sistemas de preparo convencional observou-se que não houve diferença dos valores de pH do solo entre os tratamentos na camada de 0-5 cm, entretanto, houve tendência desses valores serem maiores nos sistemas envolvendo superpreparos (AA+GP e AA+AD). Nota-se ainda, que não houve variação nos valores encontrados na camada de 5 a 10 cm nos diferentes sistemas, entretanto, este fato ocorreu na maior profundidade amostrada (10 a 20 cm), sendo os maiores valores observados nos sistemas AA, AD, GP+AA e GP+AD e os menores, no sistema GP.

Quando se considera a média dos valores de pH nos diferentes sistemas de preparo na camada de 0 a 20 cm, constata-se que houve uma tendência dos sistemas SD e GP+AA apresentarem valores mais elevados, e o sistema GP, menores valores.

Ao contrário do que tem sido afirmado por alguns autores (SANTOS et al., 1995; SANTOS e SIQUEIRA, 1996), não se constatou a ocorrência de acidificação mais acentuada nas camadas superficiais sob SD em relação a sistemas de preparo convencional. Os autores anteriormente citados atribuíram a acidificação observada ao emprego de altas doses de fertilizantes nitrogenados.

No presente estudo, isso não foi verificado, o que está em concordância com KLEPKER e ANGHINONI (1995), PAIVA et al. (1996) e SANTOS e TOMM (1999), e pode ser atribuído à baixa quantidade de nitrogênio utilizada na adubação das culturas envolvidas no esquema de rotação, uma vez que nos últimos cinco anos foram adicionados somente 120,8 kg.ha^-1 de N, na forma mineral.

No sistema SD ocorreu acréscimo nos valores médios de pH em água na camada superficial (0-5 cm), devido provavelmente à maior quantidade de carbono orgânico mantido na superfície nesse sistema (Quadro 2).

Em estudos realizados por MIYZAWA et al. (1993) e FRANCHINI et al. (1999) constatou-se que a adição de restos culturais promoveu decréscimo do teor de Al tóxico, o que refletiu em acréscimos nos valores de pH do solo. A adição de restos orgânicos promoveu uma neutralização acentuada da acidez potencial, aumentando as cargas negativas do solo disponíveis para a adsorção de cátions básicos. A redução da acidez potencial pode ser atribuída ao efeito do pH nas cargas variáveis do solo.

Nos sistemas que envolveram maior revolvimento de solo, como AA, AD, GP+AA, GP+AD, praticamente não houve diferença entre os valores de pH em água ao longo do perfil do solo (Quadro 1), o que pode ser atribuído à não-complexação do Al trocável por compostos orgânicos, já que menores teores de c-orgânico foram observados nesses sistemas (Quadro 2).

Constatou-se ainda que nos tratamentos envolvendo preparo convencional, o sistema GP + AA, apesar de não diferir estatisticamente dos demais, exceto GP, foi o que apresentou valor de pH mais elevado na camada de 0-20cm (Quadro 1), o que é justificado pelo maior grau de trituração e incorporação de material vegetal proporcionado pelos implementos utilizados nesse sistema, como pode ser inferido pelo teor de carbono orgânico apresentado no quadro 2. Os teores de carbono orgânico diferiram nas profundidades amostradas (Quadro 2). Maiores teores de carbono orgânico foram encontrados nos primeiros 5 cm do solo no sistema SD, diferindo significativamente dos teores nas camadas de 5-10 e de 10-20 cm (Quadro 2).

O fato de a semeadura direta resultar em maiores teores de matéria orgânica na camada superficial do solo em relação ao sistema de preparo convencional tem sido constatado por vários autores (KLEPKER e ANGHINONI, 1995; BAYER e MIELNICZUK, 1997; RHEINHEIMER et al., 1998; SANTOS e TOMM, 1999). A explicação apresentada por esses autores é embasada no maior aporte de material orgânico em superfície que o sistema proporciona.

Dentre os sistemas convencionais, o maior teor médio de carbono orgânico na camada de 0 a 20 cm foi constatado nos sistemas GP+AA e GP+AD. Nesses sistemas os restos culturais são sempre triturados e incorporados ao solo, o que acelera a oxidação da matéria orgânica, levando ao enriquecimento do solo em carbono orgânico, quando comparado aos sistemas AA, AD e GP.

Comparativamente à semeadura direta, nota-se que houve menor variação na distribuição dos teores de carbono orgânico nos sistemas AA, AD, GP, GP+AA e GP+AD ao longo do perfil do solo (Quadro 2). O acúmulo de carbono orgânico na camada superficial do solo foi observado somente nos sistemas de preparo que promovem maior trituração e incorporação de palhada. Para os sistemas que somente revolvem o solo, AA e AD, observou-se acréscimo de carbono nas maiores profundidades amostradas (Quadro 2), fato justificado pelo maior revolvimento de solo proporcionado por esses sistemas de preparo.

KLEPKER e ANGHINONI (1995) também observaram que em sistemas de cultivo envolvendo preparos com mobilização mais intensa do solo, a distribuição de carbono orgânico foi mais uniforme ao longo do perfil em comparação com o sistema semeadura direta. De acordo com BAYER e MIELNICZUK (1997) o menor teor e maior distribuição do carbono orgânico no perfil do solo, no sistema com arado e grade, são resultados das perdas por oxidação de matéria orgânica relacionada com a intensidade de revolvimento do solo devido à influência destes nos regimes de aeração, umidade e temperatura, ruptura de agregados, exposição de superfície, fracionamento e incorporação dos restos culturais.

Os teores de cobre, manganês e zinco foram afetados pelos sistemas de preparo de solo e pelas profundidades amostradas (Quadro 3), sendo os maiores teores verificados nos primeiros 5 cm do solo no sistema SD. Tal fato pode ser atribuído aos maiores teores de carbono orgânico nesse sistema (Quadro 2), visto que a matéria orgânica é uma das principais fontes desses nutrientes no solo, o que se confirma pela alta correlação positiva entre matéria orgânica e seus teores (Quadro 4).

Em geral, os teores de cobre, manganês e zinco, decresceram em profundidade, sendo os menores teores verificados na camada de 10-20 cm, o que se atribui aos menores teores de carbono orgânico nessa camada. Esses resultados concordam com os obtidos por MAHLER et al. (1982) e CASTRO et al. (1992), que também notaram que os teores de cobre, manganês e zinco disponível (extrator DTPA) foram sempre maiores na semeadura direta em comparação com o sistema convencional; no entanto, as diferenças ficaram restritas à camada superficial do solo.

Considerando a camada de 0 a 20 cm do solo, observa-se que os maiores valores médios para os teo-res de cobre, manganês e zinco foram observados em SD, seguido dos tratamentos GP, GP+AA e GP+AD, enquanto os menores teores estavam presentes nos sistemas AA e AD (Quadro 3). A maior trituração e incorporação do material orgânico do solo nos tratamentos com grade, bem como incorporação ao longo do perfil promovido pelo arado de aivecas e arado de disco podem ter contribuído para os acréscimos dos teores dos referidos nutrientes nesses sistemas. Ainda no quadro 3, verifica-se que os teores médios (0-20 cm) de cobre, manganês e zinco decresceram em profundidade.

Houve homogeneidade na distribuição dos teo-res de cobre, manganês e zinco ao longo do perfil do solo nos sistemas AA, AD, GP+AA e GP+AD, em razão do revolvimento de solo proporcionado pelos mesmos (Quadro 3). Em contrapartida, justifica-se a heterogeneidade da distribuição dos teores dos referidos nutrientes nos sistemas SD e GP pelo não ou menor revolvimento de solo, bem como também pelo maior aporte de carbono orgânico em superfície existente nesses sistemas em relação aos outros sistemas em questão (Quadro 2).

Com relação aos teores de ferro observou-se resultado diferente ao ocorrido para o cobre, manganês e zinco, sendo os menores teores observados na camada superficial do solo (0-2,5 cm) sob os sistemas SD e GP (Quadro 3), onde os teores de carbono orgânico foram elevados (Quadro 2). Ressalta-se que em todos os sistemas de preparo os teores mais elevados de ferro foram encontrados nas maiores profundidades amostradas. De acordo com SHUMAN e HARGORVE (1985), embora o ferro seja reciclado em maior quantidade que zinco e manganês, seu aumento nas camadas superficiais não ocorre devido à rápida oxidação deste elemento ao ser liberado da matéria orgânica, e que pode justificar esses resultados.

Nos sistemas de preparo convencional a distribuição dos teores de ferro mostrou-se homogêneo ao longo do perfil do solo (Quadro 3). Na camada arável do solo, ou seja, 0-20 cm, os maiores teores de ferro foram verificados nos sistemas AA e, principalmente, naqueles envolvendo superpreparos (GP+AA e GP+AD), devido à maior trituração e incorporação de restos vegetais que esses sistemas promoveram em superfície, e certamente responsáveis pelo decréscimo dos teores de ferro.

Esta correlação negativa ocorreu provavelmente devido ao poder complexante da matéria orgânica, como pode ser verificado no Quadro 4.

Apesar das alterações dos teores de micronutrientes ao longo do perfil do solo em função dos tratamentos utilizados, nota-se que os seus teores médios encontrados nos diferentes sistemas e profundidades estão dentro dos limites considerados adequados para o bom desenvolvimento das culturas (ÁLVAREZ et al., 1999).

4. CONCLUSÕES

1. Maiores valores de pH em água e teores de carbono orgânico, cobre, manganês e zinco foram verificados nos primeiros 5 cm do solo sob o sistema SD. Observou-se comportamento contrário para o ferro nos sistemas de preparo sem (SD) ou com mínimo revolvimento do solo (GP).

2. A distribuição dos teores de cobre, manganês, zinco e ferro ao longo do perfil apresentaram boa correlação com os teores de carbono orgânico nos diferentes sistemas de manejo e profundidades.

3. Nos sistemas onde o revolvimento de solo foi maior (AA, AD, GP+AA e GP+AD), a distribuição dos teores de carbono orgânico e dos micronutrientes ao longo do perfil do solo foi mais homogênea.

Recebido para publicação em 2 de maio de 2002 e aceito em 29 de janeiro de 2003

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Mar 2004
• Data do Fascículo
  2003

Histórico

• Aceito
  29 Jan 2003
• Recebido
  02 Maio 2002