Profª Drª Cláudia L. R. de Lima

A FÍSICA DO SOLO NO CONTEXTO DA BIODIVERSIDADE

TEMÁTICA DO EVENTO (XII RSBCS)

“SOLO, ÁGUA, AR E BIODIVERSIDADE: COMPONENTES ESSENCIAIS PARA A VIDA”

Como a física do solo

pode(ria) estar associada com a

Biodiversidade Agrícola?

Biodiversidade

É a grande variedade de formas de vida (animais e vegetais) em diferentes ambientes.

União do radical grego “bio” que significa vida e “diversidade” que significa variedade.

Biodiversidade

São ecossistemas, que reúnem plantas, animais, ser humano, microrganismos, luz, água, ar, sol, etc., relacionadas entre si e que realizam trocas de energia e de matéria.

Está associada ao equilíbrio das espécies, dos seres e do ambiente.

AMEAÇA À BIODIVERSIDADE

(Ação humana)

Derrubada da floresta para a prática da

agricultura e da pecuária, para a

exploração da madeira;

Extinção de espécies animais e vegetais;

Alteração da cadeia alimentar...

AMEAÇA À BIODIVERSIDADE

(Ação humana)

Poluição da atmosfera pela queimada

das matas;

Erosão do solo;

Poluição do solo e da água (agrotóxicos)

e outras agressões aos ecossistemas.

Fonte: https://www.significados.com.br/biodiversidade/

Práticas de uso e manejo do solo

Diversidade (plantas e organismos)

Desenvolvimento e adaptação

diferenciada

Estrutura do solo

ES

Qualidade do Solo QS

Qualidade Física do Solo QFS

PRODUTIVIDADE AGRICOLA

QUALIDADE DO SOLO: integração de diferentes componentes deste sistema.

Solo, água, ar e biodiversidade pilares para melhoria da produtividade

agrícola.

SOLO: fonte de vida; base de sustentação para os sistemas agrícolas e um importante componente da biosfera.

QUALIDADE DE SOLO (QS)

Capacidade de um solo em funcionar no ecossistema para sustentar a produtividade biológica e manter a qualidade ambiental, promovendo a saúde de plantas e de animais1

Capacidade de um tipo especifico de solo em um ecossistema natural ou manejado para dar sustentação às plantas, aos animais e ao ambiente2

1Doran & Parkin (1994) 2Karlen et al. (1997)

Avaliações da QS (sustentabilidade) i) Comparativa: é aquela na qual o desempenho dos sistemas é avaliado comparando-se a sistemas alternativos em um determinado tempo;

ii) Dinâmica: baseia-se na avaliação do desempenho dos sistemas de manejo do solo ao longo de uma série temporal (Larson & Pierce, 1994).

Avaliações da QS (sustentabilidade)

SUSTENTABILIDADE: distintos significados... “Filosofia”...conjunto de estratégias ou a habilidade para alcançar um conjunto de metas de forma ambientalmente segura.

Matematicamente... Três situações de Qualidade do solo (QS) Avaliação temporal

dQS/dt > 0 ______________ Melhoria da QS dQS/dt < 0 ______________ Redução da QS dQS/dt = 0 _______________ Manutenção da QS

(Larson & Pierce, 1991

RESILIÊNCIA

Capacidade de um solo recuperar a sua integridade funcional e estrutural após um distúrbio qualquer. Esta relacionada com a QS em termos de recuperação das funções do solo.

RESISTÊNCIA

Capacidade de um solo a resistir a mudanças causadas por um distúrbio qualquer.

Vezzani & Mielniczuk (2009)

O monitoramento dos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, podem produzir um ambiente adequado e saudável, através do planejamento do uso e do manejo do solo considerando a perspectiva de uma agricultura mais saudável e sustentável.

O que é Qualidade Física do Solo (QFS)?

Está associado com aquele solo que: i) permite a infiltração, a disponibilidade de água

as plantas,

ii) responde ao manejo e resiste a degradação,

iii) permite as trocas de calor e de gases com a atmosfera e raízes de plantas e

iv) possibilita o crescimento de raízes.

O que é Física do Solo (FS)?

Esquema simplificado do complexo sistema que envolve as relações funcionais entre a FS e o crescimento de plantas (Adaptado de Camargo & Alleoni, 1997)

Tráfego de

máquinas e

implementos

ESTRUTURA DO

SOLO

(compactação,

deformação) -

macroporos

ATRIBUTOS

FÍSICOS

(água, ar,

resist.

mecânica ,

calor)

ATRIBUTOS

BIOLÓGICOS

RIZOSFERA

ATRIBUTOS

QUÍMICOS

PLANTA

SOLO

CLIMA

Ameaça a

biodiversidade

Letey (1985) dividiu os atributos relacionados com a produtividade agrícola em duas categorias...

Água Oxigênio RP Temperatura

Afetam diretamente os processos fisiológicos, como fotossíntese, crescimento radicular e

foliar da planta

1ª categoria:

2ª categoria:

Agregação textura Porosidade Densidade do solo

Afetam indiretamente a produtividade das culturas

Associado aos fatores SOLO, ÁGUA, AR... BIODIVERSIDADE...

DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS... PRODUTIVIDADE

AGRÍCOLA E SUSTENTABILIDADE...?????

QUAL A QFS IDEAL PARA O DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS????

QUAIS PARAMETROS TÊM SIDO AVALIADOS?

Os indicadores devem seguir critérios:

Envolver processos ocorrentes no ecossistema;

Integrar propriedades e processos físicos,

químicos e biológicos;

Ser acessível e aplicável no campo;

Ser sensível a variações de manejo e clima;

Sempre que possível, ser componente de um banco de dados.

LITERATURA: COMO ESTÁ

EVOLUINDO O TEMA? ARTIGOS QUE EVIDENCIAM UMA QUALIDADE FISICA IDEAL PARA O DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS [valor restritivo ou impeditivo (limitante)]: RP, PAR, IHO, ...

Reichert et al. (2003)

Variação de Ds para solos com diferentes classes texturais (Silva et al., 1994; Silva & Kay, 1997; Klein, 1998; Tormena et al., 1998; 1999; Imhoff et al., 2001 e Silva, 2003)

Estrutura do solo (ES) Componente chave: influencia direta e indiretamente o comportamento F, Q e B e a capacidade de sustentar a produtividade agrícola mantendo qualidade do ambiente e saúde de plantas e animais, sendo determinante na qualidade e biodiversidade do sistema produtivo.

Uma correta avaliação da ES Auxilia na tomada de decisão associada a ação de correções e melhoria da QS, com otimização dos recursos naturais e conservação do ambiente.

A ES deve conferir características de resistência e resiliência (capacidade de recuperação) em resposta a forças externas decorrentes de fatores como precipitação, tráfego de máquinas, pisoteio, etc.

Análise pedológica: Caracterizada visualmente de acordo com grau de desenvolvimento ou facilidade com que os agregados são rompidos (forma, tamanho e tipo de estrutura). Laboratório: Estabilidade de agregados em água (Yoder, 1936): Susceptibilidade do solo a erosão hídrica. Necessidade: Utilização de método viável, rápido e sensível as alterações induzidas pelo manejo e que não exige muita infraestrutura de recursos (equipamentos e laboratórios), tempo e dinheiro.

VESS (Visual evaluation of soil structure)

Austrália

Nova Zelândia

Espanha

França

Noruega

Dinamarca

Brasil...

MÉTODO MAIS EFICIENTE E RÁPIDO E QUE NÃO REQUER EQUIPAMENTOS SOFISTICADOS E

MUITA EXPERIÊNCIA DO ANALISADOR

ATUALMENTE...

Visual Soil Structure Quality Assesment (VSSQA) (Ball et al. 2007)

Baseado em Perklamp, P.K. 1959. A visual method of soil structure evaluation. Meded. v.d. Landbouwhogeschool en Opzoekingsstations van de Staat te Gent. XXIV, 24:216-221.

A avaliação pode ser feita diretamente no campo;

Requer poucos equipamentos;

As repetições podem ser obtidas facilmente;

Camadas de solo compactadas ou degradadas podem ser identificadas;

Depende do objetivo do estudo.

Guia futuro;

Necessidade de subsolagem;

Melhorar a drenagem;

Escolha de um uso e ou manejo de solo para um futuro sustentável.

Fonte: BSPM, RJ (2013)

Fonte: BSPM, RJ (2013)

RETIRADA DO BLOCO

Fonte: BSPM, RJ (2013)

Quebra dos agregados pelos

planos de fraqueza

utilizando as mãos;

Qualidade estrutural

calculada a partir tamanho do agregado, a

forma e resistência, porosidade, raízes, cor e

cheiro.

Sq1: Friável Sq2: Intacto Sq3: Firme Sq4: Compactado Sq5: Muito compactado

Sq: score

Profundidade (P)= 25 cm P1 = 15 cm Sq1= 2 P2= 10 cm Sq2= 4 Sqt = (Sq1xP1) + (Sq2xP2) 2 Sqt= (2 x 15) + (4 x 10) 25 Sqt = 3,2

25 c

m

15 c

m

10 c

m

Sq score Qualidade

estrutural do solo

Manejos necessários

1 a 2 Bom Sem mudanças necessárias

2 a 3 Moderado Melhorias em longo prazo

3 a 5 Pobre Melhorias em curto prazo

Classificação da qualidade estrutural do solo associada ao escore (Sq) e aos manejos necessários para cada condição de uso do solo.

Fonte: Ball et al. (2007).

APLICAÇÕES

Escala (informações espaço – temporais - mapas bi e tridimensionais, funções de pedotransferência...);

Volume pequeno de amostras;

Conteúdo de água e potencial mátrico;

Avaliações do subsolo;

Incorporação de avaliações da macro e microfauna, bioporos, atividade radicular;

Sensoriameto remoto;

Smarthphones;

GEE, carbono;

Transporte de nutrientes.

Ideal: Múltiplas observações em diferentes lugares (espaço) e tempo (temporal)

Observar respostas integradoras de um determinado solo como por ex: empoçamento de água, desenvolvimento da cultura, doenças, produtividade agrícola...

Utilizar estratégias integradas e não praticas isoladas

TESE

Indicadores físicos e visuais da qualidade estrutural dos solos da

sub-bacia Santa Rita pertencente à bacia hidrográfica do Arroio

Moreira/Fragata

Ivana Kruger Tuchtenhagen

Objetivo geral

Avaliar a qualidade estrutural dos

solos da sub-bacia Santa Rita, por meio

de indicadores físicos e visuais, visando

identificar a degradação física, bem

como estabelecer relações e

proposições adequadas de sistemas de

uso e manejo.

Construir uma base inicial de dados associados à

qualidade física do solo aplicando metodologias de

avaliação visual e quantificar os valores dos

indicadores de Avaliação Visual da Estrutura do

Solo

Mapear o padrão de comportamento espacial dos

indicadores de Avaliação Visual da Estrutura do

Solo diâmetro médio ponderado, resistência tênsil

de agregados e resistência do solo à penetração,

usando ferramentas geoestatísticas...

Objetivos específicos

Propor alternativas para o melhor uso e manejo

das áreas estudadas, a partir do diâmetro

médio ponderado de agregados, macro e

microagregados, resistência tênsil de

agregados, friabilidade, resistência do solo à

penetração, densidade, porosidade,

macroporosidade e microporosidade do solo.

Objetivos específicos

Localização do Brasil (a), do RS (b), da bacia hidrográfica do arroio Moreira/Fragata, inserida no município de Pelotas-RS (c) e a delimitação da sub-bacia Santa Rita (d). por: Ivana Kruger Tuchtenhagen

Caracterização da área de estudo

• Associação de Neossolo Regolítico,

Neossolo Litólico e Argissolo Bruno-

Acinzentado (RLd1) (4,26%);

• Argissolo Vermelho-Amarelo

Distrófico (PVAd) (63,87%);

• Associação de Planossolo Háplico

Eutrófico e Gleissolo Háplico (SXe3)

(7,77%);

• Argissolo Bruno-Acinzentado

(PBACal) (24,10%).

Mapa de distribuição das classes de solos na sub-bacia Santa Rita, inserida na bacia hidrográfica do arroio Moreira/Fragata, Pelotas-RS. Elaborada por: Ivana Kruger Tuchtenhagen

Mapa de ocupação e cobertura do solo na sub-bacia Santa Rita, inserida na bacia hidrográfica do arroio Moreira/Fragata, Pelotas-RS.

por: Ivana Kruger Tuchtenhagen

36,49%

29,51

22,73%

7,80%

3,47%

Esquema de amostragem sistemática (106 pontos em cor preto) da sub bacia, as classes de declividade na sub-bacia Santa Rita, inserida na bacia hidrográfica do arroio Moreira/Fragata, Pelotas-RS (106 pontos/300m/0,00-0,10m). Elaborada por: Ivana Kruger Tuchtenhagen

Esquema de amostragem sistemática (pontos em cor preto) para coleta de solo da avaliação visual da estrutura do solo, considerando o limite da sub bacia, as classes de declividade na sub-bacia Santa Rita, inserida na bacia hidrográfica do arroio Moreira/Fragata, Pelotas-RS (37 pontos). Elaborada por: Ivana Kruger Tuchtenhagen

VESS

• 43,24%

Escores entre

1 e 2,9

• 48,65%

Escores entre

3 e 3,9

• 8,11%

Escores entre

4 a 5

As metodologias de Avaliação Visual da

Estrutura do Solo classificaram

respectivamente 91,89% da área de

estudo entre uma estrutura boa a

moderada e apenas 8,11% como uma

pobre qualidade estrutural apresentando

este parâmetro praticidade e viabilidade

para avaliar a qualidade física do solo.

VESS

Ferramenta de transferência de tecnologias na medida que proporciona adequada percepção da QES e interpretação da relação entre o uso e manejo e a resposta obtida a campo permitindo se necessário readequação do manejo e do uso do solo de forma sustentável.

E-mail: clrlima@yahoo.com.br F: 53-32757267 53-32757248