Manejo da matéria orgânica no PD em regiões tropicais

Revista A Granja 23/11/2018

Por João Carlos de Moraes Sá, professor da Universidade Estadual de Ponta Grossa, PR

A matéria orgânica do solo (MOS) atua como uma componente-chave nos atributos físicos, químicos e biológicos (Figura 1, a seguir). Os atributos físicos, tais como agregação, porosidade total, infiltração e armazenamento de água, aumentam com o crescimento da MOS. O mesmo ocorre com o potencial de hidrogênio (pH), a capacidade de troca de cátions (CTC), a disponibilidade de nutrientes, a respiração do solo e a quantidade de carbono (C) e nitrogênio (N) microbiano. Em solos de regiões tropicais e subtropicais, a MOS atua como a principal componente na formação de cargas negativas da CTC, contribuindo com 70% a 90% (Tabela 1, a seguir).

A estratégia de manejo apropriada para elevar o potencial produtivo desses solos se inicia através do aumento das cargas negativas e, consequentemente, de sua CTC (Sanchez, 1976; Uehara & Keng, 1975; Uehara, 1995). Nesses solos, o uso de calcário para a correção da acidez, do gesso (Caires et al., 2011), de adubos fosfatados (Fox, 1980) e o aumento do conteúdo de MOS através da maior adição de fitomassa (Sá et al., 2009) na forma de resíduos culturais têm sido estratégias eficazes no aumento das cargas negativas. A MOS atua como principal agente de cimentação das partículas de argila para a formação de agregados, resultando na reconstrução e na estabilidade da estrutura do solo (Tivet et al., 2013; de Oliveira Ferreira et al., 2018).

Sistemas de manejo do solo que utilizam a prática do preparo e da mobilização do solo resultam na ruptura da estrutura e no rompimento dos agregados, expondo os compostos orgânicos que atuavam como agentes de ligação ao ataque da microbiota do solo (Tivet et al., 2013). A redução do conteúdo original de carbono em decorrência do preparo do solo é influenciada pelo clima, pela classe de solo, pela textura, pela mineralogia, pelo relevo e pelo manejo do solo. A manutenção do preparo do solo desencadeia um processo de degradação dos atributos gerando restrições ao desenvolvimento das plantas e queda na produtividade das culturas (Sá et al., 2015). As perdas da MOS são maiores em regiões tropicais do que em regiões com clima temperado e subtropical, e também mais acentuadas em solos com textura média e arenosa do que argilosa.As taxas de oxidação da MOS em regiões subtropicais e tropicais podem ser de cinco a dez vezes superiores (Tabela 2, a seguir) às que ocorrem em regiões com clima temperado (Lal e Logan, 1995).

Os mecanismos envolvidos na oxidação da MOS com a utilização do preparo são os seguintes: a) a ruptura dos agregados estáveis e exposição da MOS, que está atuando como agente de ligação entre os microagregados, ao ataque da biomassa microbiana; b) a mistura de material orgânico fresco com o solo, propiciando condições mais favoráveis à decomposição da MOS; e c) o aumento na atividade da biomassa microbiana devido à maior aeração do solo e à oferta de fonte de C facilmente oxidável, resultando em maior consumo dos compostos orgânicos e aumento do fluxo de CO2 para a atmosfera (Elliot, 1986; Powlson et al., 1987; Reicosky et al., 1995).

A ruptura dos agregados e o novo arranjo da estrutura influenciam na porosidade total, interferindo no fluxo de ar e de água. Por outro lado, sistemas de produção que mantêm o solo coberto continuamente e adotam maior diversificação adicionam maior quantidade e qualidade de resíduos culturais ao solo, resultando em aumento da matéria orgânica gerando maior resiliência do solo, maior estabilidade e maior produção de grãos (Sá et al., 2014; Sá et al., 2015). Manejo — O manejo do solo tem como finalidade proporcionar o suprimento adequado de ar, água e nutrientes para os cultivos se desenvolverem e expressarem o seu potencial. Isso significa que as raízes, ao ocuparem os poros do solo, devem ter à sua disposição esses três componentes. Os poros do solo são classificados por tamanho e constituem três classes das quais as raízes das plantas podem absorver a água (Glossary of Soil Science Terms 2008): micro (5 a 30 microns), meso (30 a 75 microns) e macroporos (> 75 microns, 1 mm = 1000 microns).

Os nutrientes essenciais às plantas possuem um tamanho cerca de 6.000 a 10.000 vezes menor do que um microporo. Por exemplo: o magnésio (Mg) possui 1,30 angstrons (1 micron = 10000 angstrons); o cálcio, 1,74; o potássio, 1,96; e o enxofre, 1,84 angstrons. A função da MOS nesse processo é aumentar a capacidade de armazenamento de água devido às pontes de hidrogênio formadas entre os sítios de carga negativa das substâncias húmicas e a molécula de água.

Em solos muito intemperizados com argilas de baixa atividade, esse processo é essencial para o aumento da capacidade de retenção de água. A carboxila das substâncias húmicas gera carga negativa com a dissociação do hidrogênio da hidroxila (OH), ou seja, o hidrogênio (H) é dissociado para a solução do solo gerando um sítio de carga negativa com o oxigênio (O-). Dessa forma, a carboxila vai formando hidrocarbonetos através da combinação com as moléculas de água.

Sistemas de produção conservacionistas

O Sistema Plantio Direto (SPD), desde que manejado segundo seus princípios básicos (FAO, 2008) fundamentados nos três pilares (ausência de revolvimento do solo com perturbação mínima restrita à linha de semeadura; cobertura permanente do solo com palhada ou cobertura viva; diversificação de culturas constituindo uma rotação), promove, com o passar do tempo, a melhoria da qualidade do solo e o aumento da produtividade dos cultivos. A estratégia em desenvolver sistemas de produção em plantio direto que adicionam elevada quantidade de resíduos culturais é o principal desafio para minimizar os riscos na queda da produção e promover estabilidade na rentabilidade da propriedade agrícola.

No Brasil, a área de agricultura sob irrigação situa-se próximo de 7 milhões de hectares e contribui com cerca de 1/3 da produção de grãos. Entretanto, as perdas de água por evaporação e/ou por percolação em solos com 40% a 50% do conteúdo original de MOS em decorrência da ausência ou da baixa quantidade de resíduos culturais para cobertura do solo situa-se em 30% nas áreas irrigadas.

O desafio de aumentar a eficiência do uso da água tem base em dois princípios:

a) reduzir a evaporação da água através da manutenção de cobertura permanente sobre o solo, direcionando a água para a absorção pelas plantas e formação de biomassa; e b) reduzir a percolação de água para as camadas fora do alcance das raízes através do aumento da MOS proporcionando maior retenção devido ao efeito das pontes de hidrogênio. Um experimento de longa duração em plantio direto demonstrou que o ganho em 1% ou 10 gramas/centímetro cúbico de MO em 100 centímetros do perfil do solo pode gerar um potencial de armazenamento de água, resultante das pontes de hidrogênio, equivalente a uma chuva de 30 a 50 milímetros (Sá, 2004). Dessa forma, o aumento da MOS deve ser o principal desafio para aumentar a eficiência do uso da água nos cultivos irrigados que adotarem o SPD.

Para a região dos cerrados, foi estimado 11,7 a 13 toneladas/hectare/ano de palhada (parte aérea + raiz) para atender à quantidade mínima necessária para o sistema ficar em equilíbrio. Para acumular MOS e desenvolver um sistema sustentável, deve-se adicionar entre 12 a 14 toneladas/hectare/ano (Figura 2). O primeiro passo seria intensificar o sistema de produção visando fechar as janelas entre a estação chuvosa e o período seco, e, assim, manter o solo permanentemente coberto usando culturas para cobertura do solo combinadas com culturas comerciais (Figura 3).

Por exemplo, a soja atuaria como o cultivo “rainha” e receberia os benefícios (manutenção de cobertura permanente, ciclagem de nutrientes e melhoria da qualidade do solo) oriundos das culturas de “serviço” (milho safrinha, braquiária, sorgo, crotalária e milheto). A adoção desse sistema proporcionou um ganho anual de 28 quilos de grãos de soja para cada 1 tonelada/hectare/ano de C acumulado. Isso significa que, fazendo o dever de casa, ou seja, intensificando a entrada de cultivos, haverá esse ganho anual em resposta ao aumento da MOS. Portanto, a agricultura irrigada tem maior possibilidade de êxito com a adoção de sistemas intensivos e diversificados. Vale, ainda, ressaltar a maior eficiência do uso da água e redução de, pelo menos, 30% das perdas de água, tornando o sistema mais estável.

Considerações finais

O manejo, para promover a qualidade do solo e sucesso no SPD, está associado à capacidade de reestabelecer uma nova estrutura de solo que permita a redistribuição do C e do N nos diversos reservatórios, promovendo a ativação dos ciclos biológicos que atuarão como componente-chave na estabilidade dos sistemas de produção. O reestabelecimento dos ciclos biológicos está diretamente relacionado com a manutenção do solo permanentemente coberto com resíduos culturais ou plantas vivas para promover um fluxo contínuo de C e N através da comunidade microbiana visando à economia e à maior eficiência no uso da água.

*João Carlos de Moraes Sá, professor associado, Departamento de Ciência do Solo, Universidade Estadual de Ponta Grossa, PR

Artigo originalmente publicado na Revista A Granja