Qualidade do solo em diferentes sistemas

Revista A Granja 21/06/2019

Por Jean Sérgio Rosset, da Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul, Marcos Gervasio Pereira, Shirlei Almeida Assunção e Andrés Calderín García, da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Foto: Divulgação

A região Oeste do Paraná caracteriza-se pela prática da agropecuária de forma intensiva, devido, principalmente, às características de solo, clima e topografia. O cultivo em sucessão de culturas soja (verão) e milho/trigo (segunda safra) em sistema plantio direto (SPD) abrange grande parte das áreas agrícolas da região. Além disso, ainda existem áreas manejadas com pastagens de diversas espécies, com fins de criação de gado de leite. Historicamente, após o desmatamento parcial da região, realizado no início da década de 1970, com a retirada da vegetação nativa, as áreas foram convertidas para sistemas de cultivo com intenso revolvimento do solo (o sistema de preparo convencional, SPC) somado à queima da palhada para facilitar a semeadura e o manejo, especialmente pela característica dos maquinários e das tecnologias de cultivo da época. No início da década de 1990, as primeiras áreas de SPC foram convertidas em SPD, com esse sistema se consolidando na região no início da década de 2000. A partir dessa época, e com o passar dos anos, o nível tecnológico dos produtores vem crescendo, com a utilização de maquinários cada vez com maior porte para otimizar e acelerar as operações de colheita e plantio.

A utilização de sistemas conservacionistas de manejo como o SPD visa aumentar a sustentabilidade da agricultura em vários aspectos, desde econômicos até socioambientais. Em teoria, esse sistema de manejo, quando adotado seguindo seus princípios básicos – não revolvimento do solo/revolvimento localizado na linha de semeadura, manutenção do solo coberto por palhada ou cobertura viva durante todo o ano e a rotação de culturas –, proporciona potencial melhoria da qualidade edáfica (atributos químicos, físicos e biológicos) ao longo dos anos de cultivo. E, além disso, a diminuição dos processos de degradação do solo.

A região Oeste do Paraná é muito importante pelas suas características de cultivo, com sistema de sucessão de culturas de soja (verão) e milho/trigo (segunda safra) em SPD, além de cultivos de pastagens, somadas às características de solo e clima. Os estudos, portanto, que envolvem a qualidade do solo (QS) mediante a avaliação de diversos indicadores, a exemplo, a matéria orgânica em seus diversos compartimentos, suas relações com os atributos químicos e físicos, assim como de suas relações com sistemas de manejo de longa duração visam identificar, desenvolver e recomendar estratégias para utilização sustentável dos solos, com vistas à melhoria da qualidade produtiva e à redução do impacto das atividades agrícolas sobre o ambiente.

Porém, dependendo do sistema de manejo adotado, além das características regionais de solo, clima, topografia, entre outros fatores, somado ao tempo de cultivo da respectiva área, alterações na qualidade edáfica podem ser evidenciadas. Dessa forma, estudos sobre a qualidade do solo devem ser realizados de maneira regionalizada, respeitando a multiplicidade de fatores e relações entre os mesmos.

Estudo de caso                                                                                                               

Com o objetivo de estudar diferentes sistemas de manejo com histórico conhecido de longa duração em um Latossolo Vermelho Eutroférrico típico de textura muito argilosa, com composição granulométrica de 12%, 24% e 64% de areia, silte e argila, no município de Guaíra, Extremo Oeste do Paraná, foram avaliadas três áreas manejadas além de uma área de referência (de mata). As três áreas manejadas compreendem o seguinte: área com plantio convencional (T) por 41 anos, T com a sucessão de culturas de aveia no inverno e feijão no verão; área de plantio direto (NT) com 17 anos de condução, NT com a sucessão de culturas de soja (verão) e milho ou trigo (inverno); e área de pastagem permanente (P) coast cross (Cynodon dactylon) (41 anos), com lotação de animais de 3,5 unidades-animal (UA)/hectare, com ausência de sinais visíveis de degradação. As descrições detalhadas das transições de uso do solo nas áreas são apresentadas na Figura 1.

Para avaliação da qualidade do solo dessas diferentes áreas foram selecionados os seguintes atributos: carbono orgânico total (COT), estoque de carbono e nitrogênio, carbono das frações químicas da matéria orgânica do solo (ácidos fúlvicos – C-AF, ácidos húmicos – C-AH e humina – C-HUM) e carbono da fração livre e intra-agregado do solo. A área sob vegetação de mata, principalmente por não ser submetida à interferência antrópica de manejo, apresentou os maiores teores de carbono orgânico total (COT) em todas as três camadas avaliadas, atingindo valores de 35,31 g/kg na camada de 0-5 cm.

Devido às diferente formas de manejo adotadas nas áreas de SPC, SPD e pastagem, é nessa camada que ocorreram as maiores diferenças percentuais de COT entre essas áreas e a de mata, sendo que as áreas de SPC, SPD e pastagem apresentaram 35%, 64% e 58%, respectivamente, do COT em comparação à área de mata.

Quando se compara o sistema de manejo com maior revolvimento do solo, SPC, em relação ao conservacionista de SPD, em todas as camadas avaliadas, na área de SPD foram quantificados os maiores teores de COT, com uma quantidade de COT percentual para o SPC da ordem de 55%, 69% e 78%, respectivamente, nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm em comparação ao SPD (Figura 2).

Tal fato demonstra que, mesmo com um sistema de sucessão de culturas na área de SPD, somado ao tempo de condução desse sistema, 17 anos, tendo em vista que a área de SPD antes da conversão era cultivada com revolvimento do solo (Figura 1), além dessas características do clima subtropical da região, o SPD conseguiu acumular carbono na camada arável do solo. Na média do perfil estudado (0-20 cm), o maior acúmulo de COT da área de SPD em relação a SPC foi da ordem de 55% maior (Figura 2). Adicionalmente, destaca-se o potencial de acúmulo de carbono na camada mais superficial (0-5 cm) na área de SPD, representada pelo índice de estratificação (IE). Para esse estudo, o maior IE foi encontrado na área de SPD, com valor de 1,61, e o menor valor na área de SPC 1,14. Esse IE relaciona o teor de COT da camada de 0-5 cm em relação ao COT da camada de 10-20 cm. Quanto maior o valor, maior a estratificação de carbono, o que representa maior potencial de acúmulo de carbono em superfície devido ao não revolvimento do solo em sistemas conservacionistas, a exemplo do SPD.

De maneira similar ao observado para os teores de COT, na área de mata, foram verificados os maiores estoques de COT (Figura 3a) em todas as camadas avaliadas, e N (Figura 3b) nas camadas de 0-5 e 5-10 cm. Considerando a espessura total da camada arável (0-20 cm), nas áreas de SPC, SPD, pastagem e mata, quantificou-se um estoque respectivamente de 24,82, 33,42, 30,65 e 52,26 mg/ha de COT e 12,26, 16,79, 16,94 e 15,70 mg/ha de N (Figuras 3a e 3b). Especificamente comparando as formas de manejo, conversão SPC a SPD, após 17 anos de condução em SPD, em que anteriormente se cultivava em SPC, o ganho anual de estoque de COT foi da ordem de 506 kg/ha por ano.

Nesse caso específico, mesmo com um sistema de sucessão de culturas na área de SPD, foram observadas maiores entradas de carbono no sistema, consequentemente um aumento nos estoques de COT ao longo de 17 anos. Porém é importante destacar que a magnitude desse processo depende da quantidade e também da qualidade dos resíduos aportados sobre a superfície do solo, além do tempo de instalação e das condições climáticas. Com relação à qualidade do carbono representado na forma de ácidos orgânicos, ácido fúlvico (AF), ácido húmico (AH) e humina (HUM), além do carbono não humificado (CNH), de modo geral, a maior porcentagem do carbono em todas as áreas estudadas se deu na forma de HUM, que é a forma mais estabilizada de carbono, variando de 42,36% a 57,42% na camada de 0-5 cm, nas áreas de SPD e pastagem, respectivamente (Figuras 4a, 4b e 4c), fato comum em solos tropicais altamente intemperizados e com alto teor de argila.

Destaca-se, também, a porcentagem de CNH na camada superficial, especialmente nas áreas de SPD e mata, com valores de 24,53% e 26,20%, ou seja, muito semelhantes. Isso significa que a área com manejo conservacionista em SPD está depositando uma fração de altamente lábil, quantidade essa muito importante para vários processos do ambiente edáfico, como, por exemplo, a ciclagem de nutrientes, atividade microbiana de formação e estabilização de macroagregados.

Além da avaliação das substâncias húmicas (Figuras 4a, 4b e 4c), o COT também foi estratificado em relação a sua quantidade na fração leve livre, ou seja, o carbono com densidade menor que 1,80 g/cm cúbico, o qual está diretamente relacionado com a atividade microbiana do solo e a formação de macroagregados (Figura 5a). Também foi determinado o carbono leve intra-agregado (Figura 5b), o carbono protegido no interior dos agregados do solo, o qual se refere a uma fração que auxilia na formação e estabilização de macroagregados, porém com tempo de permanência maior no solo, pois está protegido do ataque microbiano (proteção física). De maneira geral, os maiores teores de carbono, tanto da fração leve livre quanto na leve intra-agregado, foram quantificados na área de mata, variando entre 1,87 e 7,19 g/kg na camada superficial, respectivamente, para as duas frações (Figuras 5a e 5b). Esse fato se deve ao aporte constante de serapilheira na área de mata, somado à ausência de ação antrópica nessa área.

Porém é interessante destacar, de maneira geral, quando se analisa os sistemas manejados, maiores teores de carbono nas duas frações na área de SPD em comparação ao SPC e pastagem, especialmente na camada mais superficial estudada. Para a fração leve livre, essa comparação, especialmente entre SPC e SPD, é importante, pois quanto maior o teor de carbono desta fração, maior a quantidade de carbono altamente lábil. Ou seja, prontamente disponível para o ataque microbiano e, consequentemente, favorecendo o processo de humificação da matéria orgânica (Figura 5a). Já para o carbono leve intra-agregado, a diferença entre as áreas de SPD e SPC foi ainda maior, sendo que a área de SPC apresentou apenas 60%, 43% e 56% do carbono intra-agregado em comparação à área de SPD, respectivamente, nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm.

Esse resultado reforça a hipótese de que o SPD, por ser um sistema em que existe apenas um revolvimento mínimo na linha de semeadura, o processo de agregação do solo, ou seja, união das partículas primárias do solo pela ação da matéria orgânica, é mais acentuado, pois esta atua como um agente de cimentante. Com isso, quanto maior a formação e a estabilização de agregados de maiores dimensões, maior é a quantidade de carbono presente dentro dos mesmos (fração leve intra-agregado), consequentemente, com o passar do tempo, não havendo destruição destes agregados, na área de SPD será observado o maior acúmulo de COT (Figura 2) e, consequentemente, maior estoque de carbono no solo (Figura 3a), proporcionando benefícios diretos aos demais atributos químicos, físicos e biológicos do solo.

Dessa forma, para a condição estudada, nenhuma das áreas manejadas apresentou qualidade do solo semelhante à área de mata. Tal fato deve-se, principalmente, à forma intensiva de manejo e pastejo que essas áreas foram submetidas ao longo de até 41 anos. Porém é interessante destacar a melhoria na qualidade do solo quando da conversão do sistema de preparo convencional para o sistema plantio direto com 17 anos de condução. A adoção do SPD, mesmo em sucessão de culturas de soja e milho, como o realizado na região, proporcionou maior acúmulo não só de carbono total do solo, mas também de diferentes frações químicas e físicas que beneficiam diversos outros atributos edáficos.

A citar a diversidade e a quantidade de macro e micro-organismos, o aumento no tamanho e na estabilidade de agregados do solo, com reflexos na melhoria na porosidade, na aeração e na infiltração de água no solo, com vistas à redução da probabilidade do surgimento de processos erosivos, além de beneficiar a ciclagem de nutrientes pela maior quantidade de material orgânico no solo somado à atividade biológica do ambiente edáfico ao longo do tempo de cultivo. Esse trabalho teve apoio de CAPES, Fundação Agrisus e FAPERJ.

Artigo originalmente publicado na Revista A Granja, ed. junho de 2019