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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA

Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

REGENERAÇÃO FÍSICA DE UM LATOSSOLO APÓS

INTERVENÇÃO COM DIFERENTES EQUIPAMENTOS

DANIEL DIAS VALADÃO JÚNIOR

C U I A B Á - MT

2009

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1’

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA

Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

REGENERAÇÃO FÍSICA DE UM LATOSSOLO APÓS

INTERVENÇÃO COM DIFERENTES EQUIPAMENTOS

DANIEL DIAS VALADÃO JÚNIOR

Engenheiro Agrônomo

Orientador: Prof. Dr. ALOÍSIO BIANCHINI

Dissertação apresentada à Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária da Universidade Federal de Mato Grosso, para obtenção do título de Mestre em Agricultura Tropical.

C U I A B Á - MT

2009

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FICHA CATALOGRÁFICA

V136r Valadão Júnior, Daniel Dias Regeneração física de um latossolo após

intervenção com diferentes equipamentos / Daniel Dias Valadão Júnior. – 2008.

77p. : il. ; color Dissertação (mestrado) – Universidade Federal

de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Pós-Graduação em Agricultura Tropical, 2008. “Orientador: Prof. Dr. Aloísio Bianchini”.

CDU – 631.425

Ficha elaborada por: Rosângela Aparecida Vicente Söhn – CRB-1/931

Índice para Catálogo Sistemático 1. Solos – Agricultura 2. Ciência dos solos – Agricultura 3. Solos – Cerrado 4. Latossolo vermelho-amarelo 5. Latossolo – Regeneração física 6. Latossolo – Atributos físicos 7. Equipamentos agrícolas

14

DEDICO A meus pais, DIOLINDA MARIA DIAS e DANIEL DIAS VALADÃO (em

memória), a meus irmãos, ALBERTO, GERALDO, MARIA, HENRIQUE,

MARGARIDA e ARIMATÉIA. E a minha esposa CAROL.

15

AGRADECIMENTOS

A DEUS, pela vida e pelos desafios impostos, por ter concedido alegria,

saúde, e companheiros que possibilitaram a realização desse trabalho.

Ao PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL

pela oportunidade; em especial aos PROFESSORES e funcionários nas

pessoas de DENISE e MARIA.

A FAPEMAT pelo financiamento do projeto.

A FAPEMAT/CAPES pela concessão da bolsa de estudos.

Ao professor ALOÍSIO BIANCHINI, pela confiança, amizade, disposição e

orientação nesses dois anos de caminhada.

A FAMILIA MINUZZI, pelo apoio e disponibilidade.

Aos amigos EVERTON, GIOVANI, FÁBIO, RAFAEL, RAMON, LUCAS,

RONNKY CHAELL, ROSE e ISLAYNE pela ajuda e companheirismo.

Aos membros das bancas de qualificação e defesa Dr. JOÃO CARLOS DE

SOUZA MAIA, Dr. ANTONIO RENAN BERCHOL DA SILVA e Dr.

RIVANILDO DALLACORT pelas sugestões apresentadas.

A minha esposa, CAROL pelo carinho, paciência, compreensão e

solidariedade.

16

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................... 8

2. REVISÃO DE LITERATURA ................................................................... 11

2.1. Solos do cerrado ............................................................................... 11

2.2. Preparo do solo ................................................................................. 12

2.3. Equipamentos para o preparo do solo............................................... 13

2.3.1. Escarificador ............................................................................... 13

2.3.2. Arado de discos .......................................................................... 14

2.3.3. Grade de discos .......................................................................... 15

2.4. Modificações no solo ocasionadas pelo uso na agricultura ............... 15

3. MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................ 21

3.1. Caracterização da área ..................................................................... 21

3.2. Arranjo experimental ......................................................................... 25

3.3. Material .............................................................................................. 25

3.3.1. Trator agrícola ............................................................................ 26

3.3.2. Arado de discos .......................................................................... 26

3.3.3. Grade de discos .......................................................................... 27

3.3.4. Escarificador ............................................................................... 27

3.4. Implantação e condução ................................................................... 28

3.5. Coleta de amostras ........................................................................... 31

3.6. Análises ............................................................................................. 35

3.7. Correção da resistência mecânica do solo a penetração .................. 35

3.8. Análises estatísticas ......................................................................... 38

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................... 40

4.1. Efeito da intervenção nos atributos físicos ........................................ 40

4.2. Regeneração física do solo após intervenção ................................... 46

5. CONCLUSÕES ........................................................................................ 66

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 67

17

REGENERAÇÃO FÍSICA DE UM LATOSSOLO APÓS INTERVENÇÃO

COM DIFERENTES EQUIPAMENTOS

RESUMO - Com objetivo de estudar o efeito da intervenção de diferentes

equipamentos agrícolas utilizados no preparo convencional, sobre atributos

físicos de um LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico de textura

argilosa, no Estado de Mato Grosso, e principalmente monitorar ao longo do

tempo a dinâmica da reconstituição desses atributos após a intervenção, foi

instalado no município de Campo Verde-MT, um ensaio experimental. O

delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com 20

tratamentos e 6 repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema de

parcela subdividida, sendo considerado como parcela: quatro tipos de

intervenção do solo (sem intervenção; aração; gradagem e escarificação); e

como subparcela: cinco tempos de avaliação (antes da intervenção, oitenta,

cento e quarenta, duzentos e trezentos e cinco dias após). Os atributos

físicos do solo avaliados foram: densidade do solo, macroporosidade,

microporosidade, porosidade total, resistência mecânica do solo a

penetração, condutividade hidráulica saturada, diâmetro médio geométrico,

diâmetro médio ponderado e índice de estabilidade de agregados. A

porosidade total do solo, apesar do pouco acréscimo ocorrido com a

intervenção permaneceu inalterada durante os trezentos e cinco dias de

avaliação. Pela análise de regressão, a densidade do solo, a

macroporosidade, a microporosidade, e a condutividade hidráulica saturada

apresentaram tendência de voltarem a condições iniciais. O período de

avaliação, de 305 dias, não foi suficiente para que o solo apresentasse

estabilidade para os atributos estudados, a exceção da resistência mecânica

do solo a penetração e do diâmetro médio ponderado.

Palavras-chave: arado de discos, grade de discos, escarificador, atributos

físicos.

7

HAPLUSTOX PHYSICAL REGENERATION AFTER AN INTERVENTION

WITH DIFFERENT EQUIPMENT

ABSTRACT – The objective of study the effect of the intervention of various

agricultural equipment used in conventional tillage on some physical

attributes of Typic Haplustox (Distrophic Red-Yellow Latosol) of clay in the

state of Mato Grosso, and mainly monitor over time the dynamics of

reconstitution of attributes after the intervention, was installed in the

municipality of Campo Verde-MT, an experimental test. The experimental

design was completely randomized, with 20 treatments and 6 replications.

Treatments were arranged in a split-plot arrangement, being considered as

part: four types of soil intervention (no intervention; disc plow, narrow disc

and chisel plow) and subplot: five times of assessment (before the

intervention, eighty, one hundred and forty, two hundred and three hundred

and five days after). The physical attributes of soil were: bulk density,

macroporosity, microporosity, total porosity, mechanical resistance to

penetration, saturated hydraulic conductivity, geometric mean diameter,

mean weight diameter and aggregate stability index. The total porosity of soil,

despite little increase occurred with the intervention remained unchanged

during the three hundred and five days of evaluation. For the regression

analysis, the density of the soil, macroporosity, the microporosity, and

hydraulic conductivity tended to return to initial conditions. The assessment

period of 305 days was not sufficient to provide stability for the soil attributes

studied, except the strength of the soil and the penetration of the weighted

average diameter.

KEYWORDS: disc plow, narrow disc, chisel plow, physical attributes.

8

1. INTRODUÇÃO

O Cerrado é a segunda maior formação vegetal no Brasil, abrange

próximo de 23% do território nacional, atrás apenas da Floresta Amazônica,

estende-se pela Região Centro-Oeste, por parte do Sudeste, Norte e

Nordeste brasileiro (Goedert, 1989). Essa região, do ponto de vista climático,

onde na estação chuvosa o balanço hídrico é suficiente, as condições

térmicas de radiação, fotoperíodo e a ausência de geadas também são

favoráveis a maior parte das culturas, apresenta características positivas

para crescimento desse setor agrícola, que possibilita a produção de

alimentos, fibras e ultimamente, energia. Em contrapartida, os solos em

condições naturais apresentam baixa produtividade devido aos baixos teores

de nutrientes minerais e matéria orgânica e elevada saturação por alumínio

e capacidade de fixação de fósforo.

No entanto, a pesquisa, aproveitando que esses solos são profundos,

bem drenados e com inclinações normalmente menores que 3% o que

facilita à mecanização, tornou essas áreas propícias para as culturas de

grãos. A mecanização agrícola está relacionada ao preparo do solo para o

plantio, onde se busca aperfeiçoar as condições de germinação, emergência

e o estabelecimento das plântulas. O preparo convencional, método ainda

usado pela maioria dos agricultores, é feito com aração ou gradagem

pesada seguido de gradagens niveladoras. Inicialmente, realiza-se aquela

operação mais grosseira, que visa afrouxar o solo, além de ser utilizada

também para incorporação de corretivos, fertilizantes, resíduos vegetais e

9

plantas daninhas ou para quebra de camada compactada, já na segunda

etapa, o preparo secundário, faz-se a operação de nivelamento da camada

arada de solo facilitando o semeio ou plantio (Alvarenga et al., 2006).

Porém, a mobilização dos solos tem sido feita de forma desordenada,

uma vez que critérios que permitam a manutenção da capacidade produtiva

do solo não são adotados. Agricultores e técnicos se esquecem que as

técnicas a serem utilizadas no manejo e preparo do solo, devem contemplar

os diversos fatores de produção como um conjunto sistêmico, que visa não

só promover o aumento da produção, como também melhorar as

propriedades desejáveis do solo, sem promover a degradação e a poluição

do agro-ecossistema.

Com a mobilização intensa do solo, a agregação, a porosidade, a

densidade, a resistência mecânica do solo a penetração, a condutividade

hidráulica, a disponibilidade de água e a temperatura são alguns atributos

passíveis de sofrerem influência do tipo de manejo empregado, sendo que o

tempo para que ocorram varia entre os atributos. Algumas mudanças

ocorrem num período curto de tempo ou mesmo com uma simples prática de

preparo; outras, apenas com um manejo contínuo serão visíveis ou

mensuráveis (Vieira, 1981). Os diferentes equipamentos disponíveis para o

preparo do solo trabalham e alteram de maneira diferenciada as

propriedades físicas com conseqüências indiretas nas químicas, e biológicas

(Sá, 1998).

Nesse contexto, o grande desafio da agricultura moderna passou a

ser a busca da sustentabilidade socioeconômica da exploração agrícola, ou

de uma nova condição de equilíbrio do sistema de produção, o que envolve,

dentre outros, o manejo adequado do solo (Soares et al., 2005). O mais

conveniente seria que o manejo tornasse possível uma união da alta

produção com a sustentabilidade, para assim possibilitar melhor

desenvolvimento vegetal, menores perdas de materiais sólidos e água,

numa relação de compromisso entre ambos. Assim, o monitoramento das

propriedades físicas do solo, e sua manutenção dentro de faixa tolerável,

independente do manejo empregado, aparecem como estudo fundamental

10

no que diz respeito à gestão ambiental, tornando-se ferramenta importante

para o planejamento de uso da terra, contribuindo para as condições sócio-

econômicas regionais, ao evitar a queda na produtividade, além da

manutenção da qualidade do ambiente.

Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da

intervenção de diferentes equipamentos agrícolas utilizados no preparo

convencional, sobre alguns atributos físicos de um LATOSSOLO

VERMELHO-AMARELO Distrófico de textura argilosa, no Estado de Mato

Grosso, e principalmente monitorar ao longo do tempo a dinâmica da

reconstituição desses atributos após a intervenção.

11

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. Solos do cerrado

O estudo de solos no Brasil teve seu início, no final da década de 50.

Tratando-se especificamente da região do Cerrado, os primeiros estudos

foram por volta dos anos 60 e somente a partir da década de 70 obtiveram

uma maior relevância alcançando um maior grau de desenvolvimento

(Goedert, 1986).

Como todos os solos de região tropical, os solos do Cerrado possuem

características bem distintas daquelas presentes em solos de regiões

temperadas. Isso é conseqüência do seu próprio desenvolvimento e da

intensidade da ação dos fatores de intemperismo. Os processos químicos e

geoquímicos envolvidos na formação dos solos, que ocorrem na região dos

trópicos, são os mesmos presentes em outras regiões, entretanto, em razão

da agressividade do clima, os solos são, geralmente, profundos e pobres em

nutrientes (Fripiat e Herbillon, 1971).

Na região do Cerrado Mato-Grossense, as áreas mais planas, e as

suaves ou levemente onduladas, sejam chapadas ou vales, são formadas

basicamente por LATOSSOLOS, e a predominância dessas características

topográficas na região faz com que os LATOSSOLOS, sejam os solos

presentes em grande parte do estado.

Os LATOSSOLOS são formados pelo processo denominado

latolização, são solos minerais, não-hidromórficos, com profundidade

normalmente superior a 2 m, horizontes B muito espessos com seqüência de

12

horizontes A, B e C pouco diferenciados; as cores variam de vermelhas

muito escuras a amareladas, geralmente escuras no A, vivas no B e mais

claras no C. A sílica e as bases trocáveis são removidas do sistema, levando

ao enriquecimento com óxidos de ferro e de alumínio que são agentes

agregantes, dando à massa do solo aspecto maciço poroso; apresentam

estrutura granular muito pequena. As diferentes classes de LATOSSOLO

são diferenciadas com base na cor, teor de óxido de ferro e relação Ki

(Sousa e Lobato, 2007)

A granulometria é composta basicamente por argila e areia, sendo

que a argila varia de 15 a 80%, e o silte se apresenta relativamente

constante independente da relação entre argila e areia, situando-se de 10 a

20% (Goedert, 1986). A fração argila tem como base da sua composição a

caulinita, óxidos de ferro e óxidos de alumínio (Sousa e Lobato, 2007).

São solos ácidos e com alta saturação por alumínio, apresentam

problemas na solubilidade de seus compostos, principalmente nutrientes.

São ricos em sesquióxidos, gibbsita e caulinita, cuja quantidade de cargas

negativas é baixa resultando em baixa capacidade de troca de cátion, sendo

que em alguns casos, apresenta cargas positivas, aumentando a adsorção

de ânions como o ortofosfato (Fernandes e Muraoka, 2002).

É bastante resistente a erosão, quando sob condições naturais ou

quando bem manejado, isso graças à boa permeabilidade e porosidade. Já

quando submetido ao cultivo intenso fazendo-se uso de máquinas pesadas,

apresenta tendência a compactação, e é consideravelmente a

susceptibilidade à erosão, podendo aparecer facilmente ravinas e pequenas

voçorocas (Moreira e Vasconcelos, 2007).

2.2. Preparo do solo

O preparo do solo é uma prática tão importante quanto a adubação,

uso de sementes sadias ou controle de pragas e doenças, sendo

fundamental na manutenção das características químicas, físicas e

biológicas do solo determinantes na fertilidade, erosão e no bom

desenvolvimento radicular das plantas. Métodos de preparo e cultivo que

13

conservam ou geram melhorias na estrutura do solo reduzem drasticamente

o risco de erosão (Sidiras et al., 1982).

O preparo periódico, ou seja, as movimentações que o solo é

submetido antes do plantio geralmente são divididas em preparo primário e

preparo secundário, onde (Mazuchowski e Derpsch, 1984):

Preparo primário do solo: geralmente consiste em aração ou

escarificação, com operações mais profundas e grosseiras objetivando o

revolvimento do solo, promovendo ou não a incorporação da cobertura

vegetal e dos restos de cultura; o resultado normalmente é uma superfície

irregular do terreno, desnivelada e com torrões, dificultando as operações

seguintes de plantio e cultivo.

Preparo secundário do solo: realizado com grades e, consiste

em operações superficiais após o preparo primário, para obtenção de

terreno plano e destorroado, permite a colocação da semente no solo e sua

cobertura, e produz ambiente favorável ao desenvolvimento inicial da cultura

com reflexos na produção. Pode ser usado ainda para, a incorporação de

herbicidas ou eliminação de plantas invasoras no início do seu

desenvolvimento.

2.3. Equipamentos para o preparo do solo

2.3.1. Escarificador

É um equipamento agrícola dotado de ferramentas estreitas, finas e

pontiagudas chamadas de hastes, distribuídas em vários pontos numa

armação de ferro, sendo utilizado para o preparo primário, (Derpsch et al.,

1982). Ganhou grande importância, quando surgiu a preocupação com a

sustentabilidade do meio produtivo, por ser considerado um equipamento

que preserva as características desejáveis do solo. É normalmente utilizado

para se trabalhar até profundidades de 25 a 30 cm.

Com o crescimento do sistema de plantio direto, que geralmente

proporciona o surgimento de camadas compactadas, passou a ser utilizado

para realizar a quebra da camada compactada e conservar pelo menos 2/3

da cobertura vegetal (Marques et al., 1995). O rompimento da camada

14

compactada reduz de imediato os valores de densidade e resistência à

penetração, e promove um aumento do volume de macroporos, o que

melhora a aeração e a drenagem do solo, e maior rapidez na infiltração de

água e menor escoamento superficial, reduzindo a erosão (Taylor e

Beltrame, 1980).

Por não provocar a inversão do solo, a escarificação promove menor

desagregação, sendo que os resíduos vegetais ficam depositados na

superfície, e facilita o controle da erosão, ao melhorar a infiltração, e

retenção de água, estrutura e porosidade (Machado et al., 2005).

Comparando com a aração e a gradagem, a escarificação apresenta

vantagens por promover a manutenção das características estruturais

desejáveis do solo, resultado da menor mobilização e maior manutenção da

cobertura vegetal (Rosa, 2007). Além disso, o escarificador permite o

preparo do solo seco, possibilitando maior rendimento operacional e

economia de combustível, quando comparado com os arados de disco e de

aiveca.

2.3.2. Arado de discos

O arado de discos realiza o corte do solo em fatias, conhecidas como

leiva, que são torcidas, causando uma inversão, onde a parte inferior fica

voltada para cima (Balastreire, 1987). Ao cortar e elevar o solo, o arado

promove à aeração das camadas mobilizadas, com penetração de oxigênio

e expulsão do gás carbônico, facilitando à respiração do solo, o que

proporciona ambiente ideal à proliferação de microorganismos úteis a

agricultura (Blanca, 1999).

Pelo arado de discos saltar na presença de restos culturais e plantas

daninhas que proporcionem pontos de maior resistência, o perfil do solo

preparado por aração pode ser heterogêneo (Silva et al., 2006). Porém,

trabalhando-se na umidade adequada, com regulagem correta e pouca

cobertura vegetal se consegue boa penetração com uso do arado de discos.

Uma aração realizada de forma criteriosa facilita as demais operações

e reflete de maneira positiva na emergência e no rendimento das culturas.

15

Assim, para realização da aração é necessário que se tenha conhecimento

dos fatores envolvidos na estrutura do solo, sua relação com as plantas

cultivadas e invasoras, sua influência na dinâmica da água, além dos

componentes econômicos envolvidos na operação (Silveira, 1989).

2.3.3. Grade de discos

A grade de discos promove a movimentação do solo duas vezes em

sentidos opostos, com uma única passada. O conjunto de secções

dianteiras, em virtude do ângulo que possuem entre si e dos discos

recortados destorroa jogando a terra para um lado, enquanto o conjunto

traseiro joga a terra removida para o outro, terminado o trabalho do primeiro

(Carvalho Filho, 2004). A grade, pela sua maior largura útil e maior

velocidade de deslocamento, é amplamente aceita pelos agricultores.

Na gradagem, devido à pequena capacidade de penetração e pelo

alto poder desagregante descarregando o peso dos discos todo no fundo do

sulco de preparo, o solo apresenta nítida descontinuidade entre o perfil

preparado e o solo imediatamente abaixo. O corte superficial e a pressão

dos pneus do trator e dos discos da grade sobre o solo adensam a sua

camada subsuperficial, e resulta na formação do pé-de-grade com 5 cm ou

mais de espessura, o que dificulta o crescimento das raízes e favorece a

erosão laminar. Há tendência a formação de uma superfície pulverizada e de

pé-de-grade mais denso, que varia de acordo com o número de passadas do

equipamento e o teor de umidade do solo. Na superfície pulverizada pode

originar-se uma camada endurecida de 2 a 3 cm de espessura, prejudicando

a emergência das plântulas e a infiltração da água no solo (Silva et al.,

2006).

2.4. Modificações no solo ocasionadas pelo uso na agricultura

Em estado natural, o solo apresenta propriedades físicas e químicas

definidas em razão do material de origem, do intemperismo, tipos de

vegetação natural, relevo, etc. Logicamente qualquer alteração da vegetação

16

natural favorecerá alterações nas propriedades do solo, que aliada ao uso

da mecanização de forma intensa pode levar ao processo de degradação.

Os sistemas de preparo do solo correspondem à seqüência de

operações para trabalhar o solo visando à produção das culturas, incluindo-

se o manejo dos resíduos culturais, mobilização, semeadura, aplicação de

agrotóxicos, fertilizantes e colheita (Dickey et al., 1992). Com o preparo do

solo, se visa modificar algumas de suas propriedades físicas, conferindo-lhe

novas condições que favoreçam o crescimento e desenvolvimento das

plantas (Centurion e Dematê, 1992). Para isso, tem-se adotado técnicas

cada vez mais modernas evidenciadas pela mecanização constante com a

utilização de equipamentos das mais variadas formas e modelos, sem um

conhecimento adequado, o que geralmente compromete o rendimento e leva

o solo a um estado de exaustão de sua capacidade produtiva, sendo, com

certeza, o fator que mais contribui para alterações indesejáveis nas

características naturais do solo (Lucarelli, 1997).

As intensas mobilizações do solo, sob condições inadequadas de

umidade e de cobertura vegetal, modificam negativamente a estrutura do

solo, afetando as relações entre as fases sólida, líquida e gasosa,

subdividindo a camada arável em uma parte que é superficial e pulverizada,

e outra que é subsuperficial e compactada (Denardin e Kochhann, 1997).

No caso dos solos de regiões tropicais, como é o caso do Cerrado, a

situação é agravada pelo fato de que as temperaturas mais elevadas

aceleram a decomposição da matéria orgânica, fundamental para

sustentabilidade do sistema produtivo, levando à necessidade de contínuo

aporte da mesma para manter a estrutura do solo em condições favoráveis

ao desenvolvimento das culturas (Beutler et al., 2001). Outro fato que se

deve ressaltar é que os LATOSSOLOS do cerrado são especialmente

suscetíveis a compactação pelo uso e manejo agrícola, devido à degradação

que ocorre na estrutura afetando a constituição, o tamanho e a estabilidade

dos agregados, além da taxa de infiltração de água, a permeabilidade, a

porosidade e a densidade (Espindola et al., 1998).

17

Quanto menor o número de operações de manejo, com máquinas, na

produção agrícola, maiores serão os benefícios à sustentabilidade ambiental

e, mais viáveis financeiramente serão essas operações (Levien et al., 2003),

pois a menor mobilização do solo preserva sua estrutura ao inibir o efeito

desagregador provocado pelo preparo intensivo (Grohmann e Arruda, 1961).

O comportamento da água no solo é dependente de características

intrínsecas, como, textura, porosidade, profundidade do lençol freático, tipo

de argilas, matéria orgânica, de fatores extrínsecos, cobertura do solo e

densidade de plantas, precipitação, e da relação solo-planta-atmosfera. O

revolvimento na estrutura, a distribuição do tamanho dos poros e teor de

carbono orgânico alteram as forças de retenção de água no solo e sua

disponibilidade, os quais são fatores determinantes para o desenvolvimento

das plantas. O preparo modifica também a rugosidade superficial com a

incorporação de resíduos vegetais, ocasionando diminuição da infiltração e

aumento da evaporação de água.

Em solos sob cultivo intenso ocorre o surgimento de camadas

compactadas o que determina a diminuição do volume de poros ocupado

pelo ar e o aumento na retenção de água, acarretando em diminuição da

taxa de infiltração, com conseqüente aumento das taxas de escoamento

superficial e de erosão (Bertol et al., 2001).

Albuquerque et al. (1995), analisando um LATOSSOLO VERMELHO

Distrófico constataram que, ao final de sete anos, não ocorreram diferenças

de densidade, porosidade total, macro e microporosidade, entre o sistema

plantio direto e o preparo convencional. Já, em solo sob sistema de plantio

direto, por duas décadas, observou-se que o tráfego de máquinas e a

ausência de revolvimento promoveram alterações na estrutura do solo,

principalmente na macroporosidade na profundidade de 0 a 5 cm (Oliveira,

2002). Modificações na densidade e na porosidade do solo podem variar

consideravelmente, dependendo da textura, dos teores de matéria orgânica

do solo (Curtis e Post, 1964) e da freqüência de cultivo (Hajabbasi et al.,

1997).

18

Outro componente do solo alterado pelo sistema de manejo se refere

à agregação. Quando se compara os sistemas de manejo, preparo

convencional e plantio direto, observa-se na camada de 0-10 cm, aumentos

relativos de 74% para o diâmetro médio ponderado, de 70% para o diâmetro

médio geométrico e de 10,4% para o índice de estabilidade de agregados do

plantio direto em relação ao preparo convencional (Castro Filho et al., 1998).

Carpenedo e Mielniczuk (1990), avaliando a estabilidade e a qualidade dos

agregados em água, de um LATOSSOLO ROXO Distrófico e um

LATOSSOLO ROXO Álico, em condições naturais e sob diferentes manejos,

constataram que o solo submetido ao preparo convencional apresentou

menor agregação do que o sob mata nativa, e o plantio direto melhorou a

agregação do solo e que as frações menores que 0,50 mm de diâmetro

foram agregados em frações maiores. Moraes et al. (2002), avaliando a

estabilidade de agregados de um NITOSSOLO VERMELHO para os

sistemas de manejo em preparo convencional, por 20 anos, para a cultura

do milho, preparo convencional, por 13 anos, seguido de semeadura direta

por sete anos, com aveia-preta como cultura de inverno e milho como cultura

de verão e mata nativa, verificaram maior diâmetro médio ponderado dos

agregados para a condição de mata nativa e preparo convencional seguido

pela semeadura direta.

Um fato importante a ser avaliado é o efeito ocasionado pelos

diferentes equipamentos disponíveis para o preparo do solo. Seus diferentes

modos de ação ao mobilizar e desagregar o solo influência a rugosidade

superficial e a formação de camadas compactadas, sendo que a

combinação dos arados com grade de discos apresenta camada mobilizada

com maior rugosidade superficial do que a grade de discos e a enxada

rotativa (Coan, 1995). Para Dallmeyer et al. (1989), os diversos tipos de

preparo com diferentes equipamentos podem ocasionar valores iguais de

rugosidade. Segundo Salvador et al. (1993) os preparos envolvendo arado

de discos proporcionam menor área mobilizada do que os preparos com

grade e escarificador.

19

Tratando-se do efeito dos sistemas de manejo e dos equipamentos

sobre a resistência mecânica do solo a penetração, os resultados

encontrados na literatura são diversos. O preparo convencional com aração

e gradagem, quando realizado à mesma profundidade, podem propiciar a

formação de impedimentos mecânicos logo abaixo das camadas de solo

mobilizadas pelos equipamentos, podendo interferir no desenvolvimento da

cultura (Bauder et al., 1981). Lucarelli et al. (1997), trabalhando em

LATOSSOLO ROXO e preparo do solo com grade de discos, escarificador,

plantio direto, arado de discos e enxada rotativa, observaram que todos os

sistemas de preparo proporcionaram aumento da resistência do solo à

penetração.

Ortolani et al. (1991), após dez anos trabalhando com diferentes

sistemas de preparo do solo na cultura do milho, observaram que os

tratamentos com grade de discos e enxada rotativa apresentaram

compactação subsuperficial com valores máximos a 15 cm de profundidade,

fato esse não observado nos tratamentos com arado e mesmo no plantio

direto. A grade de discos apresenta valores de resistência à penetração

superior aos demais equipamentos, sendo ultrapassada somente pelo

plantio direto (Oliveira et al., 1989).

No caso do arado de disco existe a necessidade de se variar a

profundidade de trabalho desses equipamentos de ano para ano, pois esses

equipamentos apresentam tendência de criar maior resistência à penetração

na profundidade de trabalho dos respectivos equipamentos (Furlani et al.,

2003)

As variações observadas nos valores de resistência à penetração

sofrem influência de outras características do solo que também são afetadas

pelo preparo, como a densidade e a porosidade. Trabalhando em

LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, Tormena et al., (2002) observaram

que após dois anos sob cultivo de mandioca em preparo convencional,

preparo mínimo e plantio direto ocorreu na camada 0 a 10 cm diferentes

valores de densidade, sendo 1,67 Mg m-3 no plantio direto, 1,55 Mg m-3 no

preparo mínimo e 1,45 Mg m-3 no preparo convencional. Já com relação a

20

porosidade, o preparo convencional e mínimo promoveram incrementos de

macroporosidade e porosidade total pelo uso do arado e do escarificador,

enquanto, a microporosidade foi maior no plantio direto. Em outro trabalho

nesse mesmo solo se comparou por vinte anos uma área de mata nativa

com outra sob preparo convencional, onde foi observado, valores de

densidades, na camada 0 a 20 cm, de 1,48 Mg m-3 na mata contra 1,71 Mg

m-3 do sistema convencional, porosidade total de 41% na mata contra 30%

no convencional e macroporos com 16% na mata contra 6% no convencional

(Araújo et al., 2004). Rosolem et al. (1992) verificaram que o preparo do solo

com grade de discos, em primeiro lugar, e o plantio direto proporcionaram a

pior distribuição de raízes do trigo, assim como sua concentração na

camada superficial do solo. O preparo com arado proporcionou distribuição

mais uniforme do sistema radicular.

21

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Caracterização da área

O presente trabalho foi realizado no município de Campo Verde no

Estado de Mato Grosso, no período de outubro de 2007 a outubro de 2008.

Em área de relevo plano, pertencente à “Agropecuária Rio Manso”. Essa

fazenda possui área de 3006 ha, sob coordenadas de 15°3’58”S e

55°18’07”W e altitude entre 725 e 809 m. O clima da região é do tipo Aw pela

metodologia de classificação de Koppen (1948), com precipitação anual média

de 1421 mm.

A área escolhida, de LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico,

havia sido utilizada para plantio direto por oito anos, e se encontrava em

pousio há cinco anos (Figura 1). Nesse período de pousio, surgiu vegetação

rasteira espontânea, que em outubro de 2007, foi controlada com uma

roçadora tratorizada e mantida como cobertura morta. Em seguida foi feito a

demarcação da mesma, delimitando o espaço a ser ocupado pelos

tratamentos. Foi realizada também a coleta de amostras correspondentes ao

solo não preparado e ainda amostras necessárias para a caracterização do

solo da área.

22

FIGURA 1. Vista parcial da área experimental anterior a implantação dos

tratamentos.

As primeiras informações colhidas na área do experimento foram

utilizadas para a caracterização do campo experimental. Assim, foram

levantados os dados de precipitação, cobertura morta e curva de retenção

de água no solo e realizadas análises química, textural, densidade de

partícula. Estes dados passaram por tratamento estatístico simples, sendo

apresentados na forma de médias provenientes de coletas realizadas em

todas as todas as parcelas com respectivos desvios padrão e coeficientes de

variação.

O monitoramento da precipitação pluviométrica na área experimental

durante o período de realização do experimento (Figura 2) indicou valores

dentro da média esperada para cada período do ano, com valor total de

1954 mm, com pico nos meses novembro/2007, janeiro e fevereiro/2008 e

nenhuma precipitação nos meses de junho a setembro/2008.

23

FIGURA 2. Precipitação pluviométrica na área experimental no período de

novembro de 2007 a outubro 2008.

As características químicas do solo da área experimental são

apresentadas na Tabela 1. Já os resultados da análise de textura e

densidade de partícula são expostos na Tabela 2. O solo da área

experimental foi enquadrado como textura argilosa (Lemos e Santos, 1984)

evidenciado pelas proporções de cada fração.

TABELA 1. Análise química do solo da área experimental anterior a

intervenção

pH P K Ca + Mg Ca Mg Al H MO

Água CaCl2 mg dm-3 cmolc dm-3 g dm-3

5,3 4,5 20,2 43 2,2 1,5 0,7 0,3 5,1 28,5

TABELA 2. Análise de textura e densidade de partícula do solo da área

experimental

Fração Média DP1 CV2(%)

Argila (%) 48,85 ±2,15 4,40

Silte (%) 5,53 ±0,27 4,88

Areia total (%) 45,62 ±1,52 3,33

Areia Grossa (g kg-1) 12,1 - -

Areia média (g kg-1) 164,8 - -

Areia fina (g kg-1) 237,3 -

Areia muito fina (g kg-1) 34,8 - -

Densidade de partícula (Mg m3) 2,62 ±0,09 3,43 1 DP: desvio padrão;

2 CV: coeficiente de variação.

24

O comportamento do solo quanto ao armazenamento e

disponibilização da água pode ser visualizado na Figura 3, nota-se ainda a

adequação do modelo de Van Genuchten para explicar o comportamento do

solo na retenção de água. Pelo modelo, o teor de água na capacidade de campo,

ou seja, água retida na tensão de 10 kPa é de 0,27 cm3 cm-3, e o ponto de

murcha permanente, considerando a tensão de 1500 kPa é de 0,13 cm3 cm-3.

Assim, a água disponível, ou seja, água compreendida entre a capacidade de

campo e o ponto de murcha permanente é de 0,14 cm3 cm-3.

FIGURA 3. Curva de retenção de água do solo da área experimental.

A cobertura morta do solo no momento da instalação do experimento,

quando foram efetuadas as intervenções, era de 6,54 t ha-1, com desvio

padrão de ±0,21 e coeficiente de variação de 3,21%, na forma

principalmente de restos de capim do gênero Panicum. Essa cobertura foi

determinada com uso de um quadrado medindo 1 m2. Esse quadrado foi

depositado sobre o solo de forma aleatória dentro de cada parcela, e toda a

cobertura do solo localizada dentro do mesmo, foi retirada e armazenada em

sacos previamente identificados. No laboratório o material foi seco em estufa

de circulação forçada até peso constante.

25

3.2. Arranjo experimental

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado.

Os tratamentos foram dispostos em esquema de parcela subdividida, sendo

considerada como parcela: quatro tipos de intervenção no solo (sem

intervenção; aração; gradagem e escarificação); e como subparcela: cinco

tempos de avaliação (antes da intervenção, oitenta, cento e quarenta,

duzentos e trezentos e cinco dias após). Cada tratamento principal, ou seja,

as parcelas, contava com seis repetições, totalizando vinte e quatro

parcelas. O tempo inicial de coleta após a intervenção, ou seja, oitenta dias,

foi determinado baseado em vistorias realizadas na área onde, constatou-se

que apenas nessa data tornou-se possível a realização de coleta de amostra

indeformada.

Em razão de se trabalhar com trator agrícola e equipamentos na

instalação do experimento, gerando dificuldades para manobras, os

tratamentos principais foram dispostos em faixas contendo três repetições.

Sendo cada faixa com um comprimento de 45 m, e uma largura de 5 m.

Assim, cada parcela mediu 5 por 15 m, ou 75 m² (Figura 4).

FIGURA 4. Croqui da área experimental.

3.3. Material

O material utilizado na intervenção no solo, na instalação do

experimento foi: um trator agrícola de pneu, um arado de discos, uma grade

de discos e um escarificador.

26

3.3.1. Trator agrícola

O trator agrícola utilizado foi um Massey Ferguson, modelo 292, 4x2,

com tração dianteira auxiliar (TDA), turbo, com potência de 77 kW, e massa

aproximada 3670 kg (Figura 5), operando a uma velocidade média de 5 km

h-1 com a TDA desligada.

FIGURA 5. Trator agrícola utilizado na intervenção no solo na instalação do

experimento.

3.3.2. Arado de discos

O arado de discos utilizado foi da marca TATU-MARCHESAN, modelo

AF 4 (Figura 6) com acoplamento hidráulico nos três pontos, equipado com

quatro discos côncavos fixos, de 660,4 mm (26") x 4,75 mm, espaçados 570

mm e massa aproximada de 492 kg.

FIGURA 6. Arado de discos utilizado na intervenção no solo na instalação do

experimento.

27

3.3.3. Grade de discos

A grade de discos, utilizada, foi da marca BALDAN, equipada com 16

discos de borda recortada de 660,4 mm (26") x 6,0 mm, espaçados de 230

mm (Figura 7), divididos em duas seções, sendo a segunda regulável e

ajustável em relação ao ângulo de deslocamento, e massa aproximada de

1310 kg.

FIGURA 7. Grade de discos utilizada na intervenção no solo na instalação

do experimento.

3.3.4. Escarificador

O escarificador utilizado foi um STARA modelo ASA C (Figura 8),

automático, equipado com cinco hastes espaçadas 420 mm, e ainda com

discos de cortes e rolo nivelador e destorroador e massa aproximada 420 kg.

FIGURA 8. Escarificador utilizado na intervenção no solo na instalação do

experimento.

28

3.4. Implantação e condução

A implantação do experimento ocorreu em novembro de 2007. O

arado de discos e a grade de discos foram regulados para atingirem a

máxima profundidade de trabalho possível, e o escarificador para uma

profundidade de 300 mm. Os equipamentos foram passados uma única vez

em cada local, porém, como a largura de trabalho dos equipamentos era

inferior aos 5 m pré-estabelecidos para a parcela, o número de passadas

para que se atingisse essa largura variou entre os equipamentos (Figura 9).

FIGURA 9. Vista parcial da área experimental após implantação dos

tratamentos.

Visando verificar a real mobilização para cada equipamento, foi

determinado o perfil mobilizado do solo que seguiu metodologia proposta por

Bianchini et al. (1999). Após a intervenção, em seis pontos por equipamento,

foi retirado todo o solo mobilizado, numa faixa de 170 cm transversalmente

ao preparo, em seguida apoiou-se uma régua de pedreiro previamente

tabulada de 10 em 10 cm no perfil original do terreno e com uma escala

graduada em mm, mediu-se a distância correspondente entre a régua de

pedreiro e o fundo da sessão mobilizada (Figura 10), anotando esse valor.

Posteriormente a área foi calculada a partir de equações destinadas a

obtenção de áreas de polígonos e a partir da integração dessas áreas,

obteve-se a área mobilizada para cada equipamento.

29

FIGURA 10. Levantamento do perfil mobilizado do solo.

Com a determinação do perfil de fundo de sulco do solo mobilizado

(Figura 11), foi verificado que no caso da grade e do arado, que estavam

regulados para a profundidade máxima de trabalho, a média ficou em torno

de 150 mm para o arado e 100 mm para a grade com perfil mobilizado

bastante homogêneo. No caso do escarificador, houve maior

heterogeneidade no perfil mobilizado apresentando valores entre 150 e 300

mm, para os quais o equipamento estava previamente regulado.

FIGURA 11. Perfil de fundo de sulco do solo mobilizado pelos três diferentes

equipamentos.

A análise da área mobilizada para cada equipamento mostrou

diferenças entre os mesmos (Figura 12), sendo que o escarificador com área

30

média 0,28 m² e o arado com 0,22 m² foram superiores estatisticamente a

grade, que apresentou área mobilizada média 0,15 m². O coeficiente de

variação foi de 14,35%.

FIGURA 12. Seção média de solo mobilizado pelos três diferentes

equipamentos estudados. Médias seguidas da mesma letra não

diferem entre si, pelo teste Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

Os resultados encontrados para a seção mobilizada de solo já eram

esperados, pelo arado e o escarificador possuírem maior capacidade de

penetração no solo pelo formato e localização de seus órgãos ativos. E

ainda pela grande cobertura vegetal na área no momento da implantação

dificultando a ação da grade.

Apesar de ter havido diferenças quanto à área média mobilizada

pelos equipamentos, foi observado que na profundidade estipulada para

serem coletadas as amostras para avaliação da reconstituição do solo (25 a

75 mm) houve a passagem dos equipamentos e a mobilização do solo.

Durante a condução do experimento foi feito o controle de ervas

daninhas por meio de herbicidas, utilizando um pulverizador manual costal

com capacidade 20 L de solução, mantendo as mesmas sobre o solo em

31

forma de cobertura morta. E ainda, o acompanhamento das precipitações

pluviométricas na área experimental.

Vale salientar que durante a realização do experimento a

movimentação na área ocorreu sempre de forma reduzida, se restringido a

coleta de amostras e ao controle de ervas daninhas, visando minimizar ação

externa sobre o solo preparado.

3.5. Coleta de amostras

Os atributos físicos do solo considerados variáveis nas análises

estatísticas e que foram determinadas em todas as épocas foram: densidade

global ou aparente, macroporosidade, microporosidade, porosidade total,

resistência mecânica do solo a penetração, condutividade hidráulica

saturada, diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado e índice de

estabilidade agregados. Além desses, foi determinado também em todas as

coletas o conteúdo de água do solo no momento da obtenção da resistência

mecânica do solo a penetração.

Visando a caracterização do solo da área em estudo foi determinada

a textura, a densidade de partículas, a curva de retenção de água, a

cobertura morta no momento da intervenção e as características químicas

do solo.

Para que as análises laboratoriais citadas pudessem ser realizadas

foram coletados, em cada data de avaliação, três tipos de amostras de solo:

Deformadas (Figura 13): essas amostras foram coletadas com um

trado Holandês na profundidade de 25 a 100 mm e usadas na

determinação do conteúdo de água no momento da coleta da

resistência mecânica do solo a penetração, textura, densidade de

partícula e características químicas. As coletas para determinação da

textura, densidade de partícula e análise química ocorreram somente

antes da intervenção e uma amostra por parcela, totalizando 24, já

para o conteúdo de água, as coletas ocorreram em todas as épocas de

avaliação sendo 3 amostras por parcela totalizando 72 amostras. Deve

32

ser ressaltado que as coletas de conteúdo de água ocorreram sempre

próximas aos pontos de coleta da resistência a penetração.

FIGURA 13. Coleta de amostra deformada utilizando trado Holandês.

Deformadas com preservação parcial da estrutura (Figura 14): para a

análise da agregação do solo representada pelo diâmetro médio

geométrico, diâmetro médio ponderado e índice de estabilidade de

agregados, foi coletadas amostras de estrutura semi preservada, sendo

uma por parcela em todas as épocas de avaliação, para isso foi aberto uma

pequena trincheira de 100 mm de profundidade e com o auxílio de uma

enxada, uma fatia de solo o mais intacta possível, era recolhida em um

vasilhame plástico com tampa.

FIGURA 14. Coleta de amostra deformada com preservação parcial da

estrutura.

33

Indeformadas (Figura 15): para determinação da densidade aparente,

porosidade (total, macro e micro), condutividade hidráulica, foi coletada

amostras de estrutura preservada, obtidas com um amostrador de Kopec,

com anel metálico de 50 mm de diâmetro e 50 mm de altura, na

profundidade de 25 a 75 mm. Essas amostras, em cada época de

avaliação eram obtidas em número de 3 por parcela sempre de forma

aleatória, totalizando 72 amostras. Essas mesmas amostras referentes a

primeira época de avaliação foram utilizadas para determinação da curva

de retenção de água do solo.

FIGURA 15. Coleta de amostra indeformada utilizando amostrador de Kopec.

Após as coletas as amostras eram acondicionadas de forma que

mantivessem suas características originais e transportadas ao Laboratório de

Física de Solo da Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária na

Universidade Federal de Mato Grosso em Cuiabá-MT.

Na determinação da resistência mecânica do solo a penetração, feita

com 5 pontos de forma radial, em volta de todos os locais de coleta da

amostra indeformada, perfazendo 360 pontos por época, foi utilizado um

penetrógrafo eletrônico automático (Figura 16), desenvolvido por Bianchini et

al. (2002), de acordo com a norma ASAE S313-2 com um cone de 129,28

mm2 de área de base e uma velocidade de penetração de 30 mm s-1. A

placa de aquisição de dados foi desenvolvida especialmente para utilização

no penetrógrafo, tendo como principal componente um microcontrolador

34

modelo 16F877, da família 16F87X, da Microchip Techenology Inc.. Este

microcontrolador tem processamento em 8 bytes, arquitetura RISC

(Reduced Intructions Set Computer), 8 Kbytes de memória tipo Flash para

armazenamento de programas, 256 bytes de memória RAM para

armazenamento de dados, interface para programação via padro RS-485. O

aparelho possui um sensor de profundidade e um sensor de força com

capacidade de até 1.500 N o que permite trabalhar com segurança, pois o

ensaio é abortado quando este valor é excedido. Os dados de resistência do

solo à penetração foram registrados a cada 2,5 mm, armazenados e

posteriormente transferidos para um computador através de um cabo

conectado à porta paralela, e trabalhados no software Excel 2007.

Posteriormente, foram selecionados somente os valores

compreendidos entre 25 e 75 mm, calculou-se a média e considerou esse

valor como a resistência mecânica do solo a penetração naquele ponto.

FIGURA 16. Penetrógrafo eletrônico automático utilizado na mensuração da

resistência mecânica do solo a penetração.

35

3.6. Análises

As análises de textura, densidade de partículas, densidade do solo,

teor de água no solo, curva de retenção de água, condutividade hidráulica

saturada, teor de matéria orgânica, diâmetro médio geométrico, diâmetro

médio ponderado e índice de estabilidade de agregados foram obtidos por

metodologias proposta pela EMBRAPA (1997).

A macroporosidade foi determinada em uma coluna de areia, segundo

Silva et al. (2008), onde a amostra indeformada foi saturada e pesada, em

seguida submetida a tensão de 0,6 mca, após ser retirada da coluna ela foi

novamente pesada. Para determinação da microporosidade, essa amostra

foi levada a estufa a 105°C até peso constante. Em seguida efetuaram-se os

seguintes cálculos:

Equação [1]

Equação [2]

Equação [3]

Onde:

Mac: macroporosidade;

Mic: microporosidade;

PT: porosidade total do solo;

Psatu: peso do solo saturado.

Pdren: peso após tensão de 0,6 mca.

Pseco: peso do solo seco a 105°C.

3.7. Correção da resistência mecânica do solo a penetração

A resistência mecânica do solo a penetração pode ser definida como

sendo a resistência física que o solo oferece, estando diretamente

relacionada, com a umidade e a densidade do solo (Souza et al., 2005), e

apesar de muitos estudos terem sido feitos, não se tem uma quantificação,

universalmente aceita, da influência de uma determinada variação no teor de

água sobre a resistência à penetração, ou seja, se esta resistência varia

36

linearmente, ou não, em função de iguais acréscimos no teor de água

(Cunha et al., 2002).

Como a presente pesquisa apresenta uma variação temporal foi

impossível que as coletas da resistência mecânica do solo a penetração

ocorressem sempre no mesmo teor de água no solo. O que ficou claro com

a análise de variância sobre o conteúdo de água no solo nas diferentes data

de amostragem e equipamentos (Tabela 3), onde foi observado efeito

significativo para as datas, indicando que as coletas das amostras ocorreram

com diferentes conteúdos de água no solo, não sendo significativos os

equipamentos e a interação.

TABELA 3. Análise de variância para conteúdo de água em (cm3 cm-3)

função dos equipamentos e das datas de amostragem

Fonte de Variação Coeficientes de variação (%)

Equipamento Dias Interação Equipamento Dias

Significância de F 0,3251ns 0,0000** 0,1056 ns 11,57 8,27

“ns” Não significativo pelo teste F a 0,05 de probabilidade. “**” “*” Significativo a 0,01 e 0,05

de probabilidade pelo teste F, respectivamente.

Então, para que pudesse realizar análises estatísticas do

comportamento da resistência mecânica do solo a penetração, foi

necessário encontrar uma equação para a correção em função da umidade

momentânea do solo. Esse ajuste foi realizado utilizando o software

MINITAB 14 (1996).

Além do conteúdo de água outros trabalhos têm demonstrado o efeito

da densidade sobre a resistência mecânica do solo a penetração (Castro,

1995; Borges et al., 1999), e como altos valores de densidade reduzem e

alteram a distribuição e tamanho dos poros, a densidade do solo,

microporosidade, macroporosidade e porosidade total também foram

incluídos no modelo para terem sua significância testada.

A partir dos valores encontrados em todas as datas de amostragem,

para resistência mecânica do solo à penetração, conteúdo de água,

densidade do solo, microporosidade, macroporosidade e porosidade total,

foi, então, determinado a modelo que melhor se ajustou aos dados

37

experimentais. Este modelo, que ajustou os dados de resistência mecânica

do solo a penetração, em função do conteúdo de água, da densidade, da

macroporosidade e da porosidade total, foi um modelo linear múltiplo,

semelhante ao apresentado por Billot (1982) e Cunha et al. (2002), porém,

esses autores utilizaram somente a densidade e conteúdo de água. A

microporosidade não foi incluída no modelo por não apresentar significância

pelo teste F.

Equação [4]

Onde:

RMSP: resistência mecânica do solo a penetração corrigida (MPa);

PT: porosidade total (cm3 cm-3);

DS: densidade do solo (Mg m-3);

CA: conteúdo de água (cm3 cm-3);

MAC: macroporosidade (cm3 cm-3).

Este modelo foi o que melhor se adequou apresentando coeficiente

de determinação ajustado de 0,81, com distribuição normal dos resíduos

pelo teste de Ryan-Jones (p>0,10) (Figura 17, Figura 18) e correlação linear

positiva de 0,90 entre valores observados e valores ajustados pelo modelo

(Figura 19).

Residuos

Po

rce

nta

ge

m

1,00,50,0-0,5-1,0

99,9

99

95

90

80

70

605040

30

20

10

5

1

0,1

FIGURA 17. Probabilidade de distribuição dos resíduos.

38

Valores corrigidos

Re

sid

uo

s

3,02,52,01,51,00,50,0

0,50

0,25

0,00

-0,25

-0,50

FIGURA 18. Distribuição dos resíduos dos valores ajustados pelo modelo.

Valores observados

Valo

res c

orr

igid

os

3,02,52,01,51,00,50,0

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

FIGURA 19. Correlação entre valores corrigidos pelo modelo e valores

observados a campo.

3.8. Análises estatísticas

Inicialmente os dados de anterior a intervenção foram comparados

com os de oitenta dias após, visando verificar os efeitos de cada

equipamento sobre os atributos físicos do solo. Para isso foi aplicado o teste

F e posterior teste de médias utilizando Tukey, a 0,05 de probabilidade de

erro. Depois, com o objetivo, de medir a regeneração após a intervenção, foi

aplicado teste F sobre as médias dos tempos oitenta, cento e quarenta,

duzentos e trezentos e cinco dias, e quando encontrado efeito significativo

para datas de amostragem, realizou-se análise de regressão. Outra análise

realizada visou comparar às condições do solo anterior a intervenção com as

da última coleta de dados, ou seja, aos trezentos e cinco dias, para isso foi

39

aplicado teste F e posterior Tukey a 0,05 de probabilidade de erro sobre as

médias dessas duas datas. Todas essas análises foram realizadas por meio

do software SISVAR (Ferreira, 2003)

No processamento dos dados para obtenção da curva de retenção foi

utilizado software Soil Water Retention Curve–SWRC desenvolvido por

Dourado Neto et al., (2000).

40

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Efeito da intervenção nos atributos físicos

Com a análise de variância dos atributos físicos do solo comparando

as condições de antes da intervenção com as encontradas oitenta dias após,

pode-se verificar efeito significativo em razão dos equipamentos e da data

de amostragem nesses atributos, e ainda interação não significativa apenas

para o diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado e índice de

estabilidade de agregados (Tabela 4).

TABELA 4. Análise de variância dos atributos físicos do solo em razão dos

equipamentos, antes da intervenção e oitenta dias após

Atributos

Fonte de Variação Coeficientes de

variação (%)

Equipam. Datas Interação Equipam. Datas

Significância de F

DS 0,0011** 0,0000** 0,0012** 5,17 4,07

RMSP 0,0001** 0,0000** 0,0005** 19,51 16,92

MAC 0,0000** 0,0000** 0,0004** 17,44 16,79

MIC 0,2352ns 0,0000** 0,0430* 7,32 4,48

PT 0,0013** 0,0000** 0,0263* 4,60 4,02

KS 0,0007** 0,1366 ns 0,0205* 96,23 116,11

DMG 0,9851 ns 0,2780 ns 0,8925 ns 7,35 6,58

DMP 0,0951 ns 0,0011** 0,1215 ns 10,97 10,25

IEA 0,9222 ns 0,0000** 0,8292 ns 1,83 1,45 DS: densidade do solo (Mg m

-3); RMSP: resistência mecânica do solo a penetração (MPa);

MAC: macroporosidade (cm3 cm

-3); MIC: microporosidade (cm

3 cm

-3); PT: porosidade total;

KS: condutividade hidráulica saturada (mm h-1

); DMG: diâmetro médio geométrico (mm); DMP: diâmetro médio ponderado (mm); IEA: índice de estabilidade de agregados (%).

ns

Não significativo pelo teste F a 0,05 de probabilidade. “**” “*” Significativo a 0,01 e 0,05 de probabilidade pelo teste F, respectivamente.

41

Ao analisar o desdobramento das interações foi verificado

comportamento semelhante dos atributos do solo, densidade, resistência

mecânica a penetração, macroporosidade, microporosidade, porosidade

total e condutividade saturada, sendo que anterior a intervenção, para essas

variáveis, não se encontrou diferenças significativas entre as áreas

escolhidas para implantação de cada tratamento indicando que condições de

solo eram bastante homogêneas.

Na densidade global do solo foi observada redução nos valores

absolutos ao comparar o antes e após oitenta dias da intervenção,

independente do equipamento (Tabela 5) utilizado, sendo que o arado

promoveu a maior redução com 19,40%, seguido pela grade com 13,70% e

por último o escarificador com 10,60%. Comparando somente as médias

obtidas após a intervenção a diferença só foi significativa para arado com

média 19,92% menor que a área não preparada.

TABELA 5. Valores médios da densidade do solo (Mg m-3) antes e após

oitenta dias da intervenção no solo

Tratamento AI¹ 80 DAI² Médias

Sem Intervenção 1,35 a A 1,30 a A 1,32

Escarificador 1,32 a A 1,18 a B 1,25

Arado 1,34 a A 1,08 b B 1,20

Grade 1,31 a A 1,13 ab B 1,23

Médias 1,33 1,17 1,25 ¹ Antes da intervenção; ² Oitenta dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

A resistência mecânica do solo a penetração diferiu da densidade do

solo ao apresentar redução até mesmo na área não preparada comparando

com tempo anterior a intervenção (Tabela 6). Porém, ao comparar somente

as médias após a intervenção, observou que o sem intervenção apresentava

ainda a maior média, sugerindo que a diferença encontrada entre o antes e

depois ocorreu somente por variabilidade natural do solo que existe mesmo

em áreas homogêneas (Silveira et al., 1999). A maior redução novamente

42

ocorreu para o arado com 78,69%, seguido pela grade e escarificador com

reduções de 57,71 e 55,23%, respectivamente.

TABELA 6. Valores médios da resistência mecânica do solo a penetração

corrigida (MPa) antes e após oitenta dias da intervenção no solo


Sem Intervenção 1,87 a A 1,46 aB 1,67

Escarificador 1,72 aA 0,77 bB 1,25

Arado 1,69 aA 0,36 cB 1,03

Grade 2,01 aA 0,85 bB 1,43


Ao analisar comparativamente a magnitude dos efeitos da intervenção

no solo sobre a densidade e resistência mecânica do solo a penetração, é

nítido que as maiores alterações ocorreram na resistência, indicando uma

maior sensibilidade desse atributo a alterações ocorridas no solo em função

do manejo, concordando com Silva et al. (2008) que sugerem a resistência a

penetração como um dos melhores atributos para se utilizar como

indicadores de qualidade do solo.

A macroporosidade, semelhante à resistência mecânica do solo a

penetração, diferiu entre o antes e depois para todos os tratamentos, mas da

mesma forma no após a intervenção, a área não preparada diferiu das

demais ao apresentar a menor média (Tabela 7). Esse comportamento

semelhante pode indicar uma estreita relação entre resistência mecânica do

solo a penetração e macroporosidade, discordando de Tormena et al. (2002)

que citam a resistência como sendo apenas a integração da densidade e da

umidade. Entre os equipamentos não foi verificado diferença significativa,

com incrementos de 52,94, 53,84 e 65,00% para escarificador, grade e

arado, respectivamente. Para Hill e Cruse (1995) a macroporosidade

aumenta com o revolvimento do solo.

43

TABELA 7. Valores médios da macroporosidade do solo (cm3 cm-3) antes e

após oitenta dias da intervenção no solo


Sem Intervenção 0,05 aB 0,10 bA 0,08

Escarificador 0,08 aB 0,17 aA 0,13

Arado 0,07 aB 0,20 aA 0,13

Grade 0,06 aB 0,13 aA 0,09


Na microporosidade as variações ocorridas em razão do manejo

foram bem menores, sendo significativa entre o antes e depois apenas para

o arado e para a grade (Tabela 8). Enquanto na macroporosidade os valores

variaram mais de 50%, na microporosidade as alterações foram de 5,26,

7,69, e 12,82%, para escarificador, grade e arado, respectivamente. Essa

menor alteração na microporosidade foi relatada também por Silveira et al.

(1999) trabalhando com vários métodos de preparo, entre eles aração e

gradagem, em um LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO Distrófico de textura

argilosa sob cerrado.

TABELA 8. Valores médios da microporosidade do solo (cm3 cm-3) antes e

após oitenta dias da intervenção no solo


Sem Intervenção 0,39 aA 0,38 aA 0,39

Escarificador 0,38 aA 0,36 abA 0,37

Arado 0,39 aA 0,34 bB 0,37

Grade 0,39 aA 0,36 abB 0,38


A comparação da porosidade total, antes e após a intervenção, foi

significativa para todos os tratamentos inclusive para o sem intervenção

(Tabela 9), porém, semelhante à resistência mecânica do solo a penetração

e a macroporosidade, ao analisar somente após a intervenção, ele

apresentou a menor média diferindo dos demais. Os incrementos ocorridos

44

na porosidade total foram de 11,53% para o solo escarificado, 12,96% para

o solo arado e de 13,20% para o solo que recebeu gradagem.

TABELA 9. Valores médios da porosidade total do solo (cm3 cm-3) antes e

após oitenta dias a intervenção no solo


Sem Intervenção 0,45 aB 0,48 bA 0,46

Escarificador 0,46 aB 0,52 aA 0,49

Arado 0,47 aB 0,54 aA 0,51

Grade 0,46 aB 0,53 aA 0,49


De modo geral, em relação às alterações promovidas no solo pela

intervenção, resultados semelhantes são encontrados na literatura para

efeitos de preparo do solo. Em um estudo utilizando-se de duas classes de

solos e de diferentes sistemas de preparo, Fernandes et al. (1983)

constataram que os valores de densidade e porosidade total foram

influenciados pelos sistemas de preparo.

A condutividade hidráulica saturada do solo apresentou

comportamento próprio, diferindo da tendência observada nos demais

atributos. Ao analisar os dados obtidos após oitenta dias da intervenção não

foi encontrado diferenças entre os tratamentos, mas no caso do arado, sem

intervenção e grade ocorreram diferenças em relação à condição inicial

(Tabela 10). No entanto, vale ressaltar que como os coeficientes de variação

foram altos, diferenças podem não terem sido captadas pelos testes

estatísticos utilizados. Fato interessante ocorreu na área preparada pela

grade que apesar do aumento ocorrido na macroporosidade e porosidade

total, apresentou menor condutividade saturada que antes da intervenção,

sugerindo que a grade promove alterações na continuidade dos poros,

podendo fazer com que menores quantidades de água infiltrem no solo e

aumente o escoamento superficial e conseqüentemente o arraste de

partículas.

45

TABELA 10. Valores médios da condutividade hidráulica saturada (mm h-1)

do solo antes e após oitenta dias da intervenção no solo


Sem Intervenção 6,93 a A 2,86 a B 4,89

Escarificador 10,06 a A 14,01 a A 12,03

Arado 6,41 a A 36,32 a B 21,37

Grade 7,06 a A 1,91 a B 4,48


Nas variáveis que indicam o estado da agregação do solo, diâmetro

médio geométrico (Tabela 11), diâmetro médio ponderado (Tabela 12) e

índice de estabilidade de agregados (Tabela 13), não foi observado efeito

significativo para equipamentos e interação, sendo significativo apenas o

antes e após a intervenção para o diâmetro médio ponderado e para o índice

de estabilidade de agregados. Em valores percentuais, a redução do

diâmetro médio ponderado foi de 11,26%, e do índice de estabilidade

apresentou redução de 1,77%.

TABELA 11. Valores médios de diâmetro médio geométrico (mm) dos

agregados do solo antes e após oitenta dias da intervenção

Tratamento AI¹ 80 DAI² Média

Sem Intervenção 0,80 0,81 0,80 a

Escarificador 0,81 0,78 0,79 a

Arado 0,81 0,79 0,80 a

Grade 0,81 0,79 0,80 a

Média 0,80A 0,79 A 0,7975 ¹ Antes da intervenção; ² Oitenta dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

No que se referem à agregação do solo, os resultados divergem dos

encontrados na literatura, onde Boller et al. (1997), encontraram que o

diâmetro médio geométrico variou em função do preparo, sendo que o

escarificador apresentou valores de diâmetro médio maior que do arado

quando esse foi seguido de duas gradagens . Resultados semelhantes aos

46

de Carvalho Filho et al. (2007) onde a grade de discos apresentou os

menores valores.

TABELA 12. Valores médios de diâmetro médio ponderado (mm) dos

agregados do solo antes e após oitenta dias da intervenção




Arado 2,09 1,75 1,92 a

Grade 2,18 1,81 1,99 a

Médias 2,13 A 1,89 B 2,01 ¹ Antes da intervenção; ² Oitenta dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

A não diferenciação entre equipamentos pode ter ocorrido pelo solo

utilizado no experimento ser um LATOSSOLO, que apresenta maior

conteúdo de argilas oxídicas que favorecem a estabilidade estrutural

(Resende et al., 1995) pela formação de uma microestrutura mais forte, além

disso, pode ser atribuído ao fato do preparo ter sido feito com uma única

passagem do equipamento resultando em menor desagregação.

TABELA 13. Valores médios de índice de estabilidade de agregados (%) do

solo antes e após oitenta dias da intervenção




Arado 93,63 91,30 92,46 a

Grade 93,70 91,58 92,64 a

Médias 93,74 A 92,08 B 92,91 ¹ Antes da intervenção; ² Oitenta dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

4.2. Regeneração física do solo após intervenção

A análise de variância do efeito dos equipamentos (sem intervenção,

escarificador, arado e grade), e das datas de amostragem (oitenta, cento e

quarenta, duzentos e trezentos e cinco dias após a intervenção) apresentada

na Tabela 14, revelou efeito significativo de ambos os tratamentos, sobre a

47

densidade, resistência mecânica do solo a penetração, macroporosidade,

microporosidade e condutividade saturada. Já o diâmetro médio geométrico,

o diâmetro médio ponderado e o índice de estabilidade de agregados não

foram afetados tanto pelos equipamentos quanto pelas datas de

amostragens. O efeito da interação equipamento versus data de

amostragem não apresentou significância independente do atributo avaliado,

indicando um comportamento semelhante para dado atributo independente

do equipamento analisado.

TABELA 14. Análise de variância para equipamentos e datas de

amostragem após a intervenção

Atributo


variação (%)

Equipam. Dias Interação Equipam. Dias

Significância de F DS 0,0003** 0,0001** 0,2860 ns 8,59 4,50

RMSP 0,0000** 0,0000** 0,6467 ns 36,36 31,96

MAC 0,0000** 0,0002** 0,2965 ns 25,26 21,93

MIC 0,0106* 0,0001** 0,5313 ns 9,20 6,14

PT 0,0002** 0,4201 ns 0,2543 ns 7,55 5,03

KS 0,0040** 0,0008** 0,1156 ns 97,89 84,65

DMG 0,7289ns 0,2325 ns 0,6949 ns 7,08 6,23

DMP 0,2699ns 0,2121 ns 0,1344 ns 18,18 13,11

IEA 0,7372 ns 0,5117 ns 0,9234 ns 2,86 2,45 DS: densidade do solo (Mg m




3 cm




ns

Não significativo pelo teste F a 0,05 de probabilidade. “**” “*” Significativo a 0,01 e 0,05 de probabilidade pelo teste F, respectivamente.

A análise das médias do fator equipamento foi feita comparando as

médias de todas as datas para cada atributo estudado, uma vez que a

interação entre equipamento e dias após a intervenção não foi significativa.

Em seguida, foram efetuadas as análises de regressão, para os atributos

respostas em função do tempo transcorrido, em dias, após a intervenção,

com objetivo de quantificar e modelar o comportamento de cada atributo do

solo estudado ao longo do tempo.

48

Os resultados da análise de variância, apresentada na Tabela 15

compara as condições encontradas antes da intervenção com aquelas

encontradas depois de transcorridos trezentos e cinco dias da intervenção.

Os resultados permitiram observar que dos atributos que haviam

apresentado inicialmente, ou seja, aos oitenta dias após a intervenção,

alterações em razão da mesma, apenas a resistência mecânica do solo a

penetração corrigida, a microporosidade e o diâmetro médio ponderado,

apresentaram valores idênticos aos iniciais, indicando uma completa

regeneração. Foi verificado também que não houve interação significativa

entre equipamentos e datas de amostragem.

TABELA 15. Análise de variância para atributos físicos do solo em função

dos equipamentos, antes da intervenção e após trezentos e

cinco dias

Atributo


variação (%)

Equipam. Dias Interação Equipam. Dias

Significância de F

DS 0,2249ns 0,0001** 0,2474ns 7,04 4,36

RMSP 0,0454* 0,8097ns 0,1175 ns 30,64 24,73

MAC 0,0030** 0,0001** 0,0532 ns 39,06 37,68

MIC 0,6080ns 0,6505ns 0,5980 ns 5,14 4,00

PT 0,0200* 0,0000** 0,0546 ns 7,51 5,19

KS 0,0137* 0,0003** 0,0842 ns 70,84 92,12

DMG 0,5920ns 0,1986ns 0,8686 ns 5,26 5,93

DMP 0,7832ns 0,0573ns 0,6401 ns 6,79 9,10

IEA 0,7623ns 0,0164* 0,7692 ns 1,85 1,51 DS: densidade do solo (Mg m




3 cm




ns

Não significativo pelo teste F a 0,05 de probabilidade. “**” “*” Significativo a 0,01 e 0,05 de probabilidade pelo teste F, respectivamente

Ao comparar os resultados encontrados, com os existentes na

literatura, o que convêm ser relatado são os baixos coeficientes de variação

encontrados em todas as análises estatísticas realizadas, fato difícil quando

se trata de experimentos conduzidos a campo. Os maiores coeficientes de

variação foram observados para a variável condutividade hidráulica

49

saturada, estando de acordo com Souza e Alves (2003). Segundo Lima e

Silans (1999), a condutividade é um dos atributos com maior coeficiente de

variação, alcançando valores da ordem de 226,10 %, como encontrado por

Azevedo (2004) em solo sob pastagem. Os autores sugerem que essa

variação ocorre em razão da macroporosidade, da distribuição de partículas

e da densidade do solo, além da existência de infiltrações preferenciais em

macroporos ou ao longo das raízes. Souza e Alves (2003) atribuíram os

elevados coeficientes de variação desse atributo ao efeito local, em

conseqüência da alta variabilidade espacial dos solos, típica das

propriedades de movimentação da água.

A análise dos atributos físicos do solo de forma individualizada

mostrou que as médias de densidade do solo obtidas no solo preparado

foram mais baixas que a do solo não preparado independente do

equipamento utilizado (Figura 20). Em média a densidade do solo não

preparado foi 9,73% maior que as do solo que foi preparado. Esse

comportamento, considerado normal, pode ser comprovado por várias fontes

na literatura. Siqueira (1989) trabalhando em solo argiloso com plantio de

feijão relatou que nos manejos com revolvimento do solo, a densidade do

solo era menor que em manejos que não empregavam esse revolvimento.

Silveira et al. (1999) trabalhando em um LATOSSOLO VERMELHO-

ESCURO Distrófico argiloso também atribuem ao revolvimento do solo a

redução da densidade. Pierce et al. (1992) estudando os efeitos do modo de

preparo do solo nos atributos físicos de um solo franco-arenoso,

constataram a redução da densidade após a operação de escarificação até

profundidade de 350 mm.

50

FIGURA 20. Valores médios de densidade do solo (Mg m-3) em função da

intervenção no solo. Médias seguidas da mesma letra não diferem

entre si, pelo teste Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

O fato de não ter sido encontrado diferenças entre os equipamentos

para a densidade do solo difere dos encontrados por Silveira et al. (1999)

que avaliando o efeito do preparo durante quatro safras seguidas

encontraram valores mais baixos para o solo preparado pela grade em

comparação com o arado. Essa diferença de resultados, entre a literatura e

o presente trabalho, provavelmente se deve a diferença no número de

passada dos equipamentos.

A análise de regressão da densidade do solo em função dos dias

transcorridos após a intervenção permitiu selecionar modelo linear, com

coeficiente de determinação de 0,93, como sendo aquele que melhor

explicou o comportamento da densidade do solo, em função do tempo

transcorrido após a intervenção:

Equação [5]

Pela Figura 21 nota-se que a densidade do solo foi sendo

incrementada linearmente com o decorrer do tempo, chegando aos 305 dias

com valor 6,4% superior aos obtidos aos 80 dias após a intervenção. Esse

51

incremento na densidade ao longo do tempo pode ser atribuído ao processo

natural de adensamento após o preparo ocasionado pela própria massa de

solo e ainda por agentes externos como as chuvas, que atua tanto

mecanicamente pelo impacto das gotas, como pelo transporte de partes

menores, como argilas, para o interior do solo durante o processo de

infiltração.

FIGURA 21. Comportamento da densidade do solo (Mg m-3) em função

tempo transcorrido após a intervenção.

Vale ressaltar que o modelo escolhido, o linear, é válido apenas para

o intervalo amostral, ou seja, entre os oitenta e os trezentos e cinco dias

após a intervenção, isso pelo fato, que se as avaliações fossem contínuas,

certamente o modelo escolhido não seria o linear, pois em determinado

momento a densidade do solo tenderia a estabilização.

Apesar do acréscimo ocorrido na densidade do solo ao longo do

tempo após a intervenção conforme mostra o modelo, na comparação entre

a densidade final, ou seja, aos trezentos e cinco dias com a de antes da

intervenção, a densidade do solo, permanecia em média 6,01%, (Tabela 16),

indicando que o tempo transcorrido, não foi suficiente para o

restabelecimento desse atributo.

52

TABELA 16. Valores médios para densidade do solo (Mg m-3) antes e

depois de trezentos e cinco dias da intervenção


Sem Intervenção 1,35 1,33 1,34a

Escarificador 1,32 1,21 1,26a

Arado 1,31 1,22 1,26a

Grade 1,34 1,24 1,29a

Médias 1,33A 1,25B 1,29 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

O comportamento da resistência mecânica do solo a penetração

corrigida (Figura 22) foi semelhante ao da densidade do solo pelo fato do

solo não preparado diferir dos demais, apresentando a maior média, porém,

diferente da densidade ocorreram diferenças também entre os

equipamentos. Em valores porcentuais, comparando com o solo não

preparado, a diferença da resistência mecânica do solo a penetração foi de

29,03, 38,17 e 51,07% para grade, escarificador e arado, respectivamente.

FIGURA 22. Valores médios de resistência mecânica do solo a penetração

corrigida (RSMP) (MPa) em função da intervenção no solo.

Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste Tukey a

0,05 de probabilidade de erro.

53

Ainda semelhante à densidade do solo, o modelo que melhor

descreveu o comportamento da resistência em função do tempo transcorrido

após a intervenção foi o linear, comprovado pela Figura 23.

Equação [6]

O coeficiente de determinação foi 0,91, com um incremento de

53,51% ao comparar os oitenta com os trezentos e cinco dias após a

intervenção.

FIGURA 23. Comportamento da resistência mecânica do solo a penetração

corrigida (MPa) (RMSP) em função do tempo transcorrido após

a intervenção no solo.

A análise comparando à média final da resistência mecânica do solo a

penetração corrigida, trezentos e cinco dias, com a inicial, anterior a

intervenção (Tabela 17), indicou igualdade entre os dois tempos após a

intervenção, porém houve variação entre os equipamentos, com o sem

intervenção, apresentando a maior média e o arado a menor. Dessa forma,

apesar das médias das datas não diferirem, ao comparar as médias dos dois

tempos de avaliação, pode-se observar que o arado foi o equipamento que

mais diretamente influenciou esse atributo, tendo uma média 31,13% menor

que o sem intervenção.

54

Tormena et al. (2002) em LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico de

textura média, cultivado com mandioca em Araruna (PR), obtiveram os

seguintes valores de resistência mecânica do solo a penetração na camada

de 0 a 50 mm: 4,0 MPa em plantio direto, 2,5 em preparo mínimo e 2,0 em

preparo convencional, com solo relativamente seco numa umidade de 0,15

kg kg-1. Esses resultados revelam que em manejos que empregam o

revolvimento periódico do solo a resistência mecânica do solo a penetração

tende a ser mais baixa.

TABELA 17. Valores médios para resistência mecânica do solo a

penetração corrigida (MPa) antes e depois de trezentos e

cinco dias da intervenção



Escarificador 1,72 1,79 1,75ab

Arado 1,69 1,24 1,46b

Grade 2,01 2,00 2,00ab

Médias 1,82A 1,85A 1,84 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

Em relação ao processo de regeneração da resistência mecânica do

solo a penetração, Ralische et al. (2001) trabalhando em solo argiloso sob

sistema de plantio direto durante três anos, estudaram o efeito da

escarificação a 250 mm de profundidade sobre a resistência. Porém,

diferentemente do presente trabalho, após a escarificação implantou-se a

cultura do trigo e, posteriormente a cultura da soja. Como resultado, os

autores encontraram, após o período de quase um ano, variação significativa

da resistência a penetração na camada superficial (0-100 mm). Assim,

concluíram que a operação de escarificação apresenta efeito imediato na

redução da resistência a penetração nas camadas superficiais, mas o efeito

tende a diminuir ou até neutralizar no período de apenas uma safra agrícola.

Para Mahl et al. (2003), trabalhando em NITOSSOLO, o processo de

regeneração do solo ocorre em duas etapas distintas, no inicio, após quatro

meses o solo oferece baixa resistência a penetração até a profundidade que

55

atuou o escarificador, e após dezoito meses esse fenômeno ocorre somente

na cama superficial entre 5 e 10 cm.

Resultados semelhantes foram constatados por Furlani (2000),

quando o solo submetido ao pousio apresentou aumento da resistência à

penetração. Voorhees e Lindstrom (1984) sugerem 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.

No caso da distribuição por tamanho da porosidade do solo,

macroporosidade, microporosidade e porosidade total (Figura 24), os

comportamentos foram distintos. A macroporosidade diferiu entre os

equipamentos e em relação ao solo não preparado, semelhante à

microporosidade. Porém, a porosidade total não variou entre os

equipamentos diferindo somente em relação ao solo não preparado.

FIGURA 24. Valores médios da distribuição da porosidade do solo por

tamanho de poros (cm3 cm-3) em função da intervenção. Médias

seguidas da mesma letra em cada tamanho de poros, não diferem entre si,

pelo teste Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

56

Após a intervenção, para a macroporosidade e microporosidade

ocorreu uma inversão, pois os equipamentos que apresentaram maior

macroporosidade foram os que tiveram os menores valores de

microporosidade, nesse caso o arado e escarificador. Esse comportamento

é considerado normal pelo fato da microporosidade ser beneficiada pelo

aumento da densidade do solo e prejudicada por incrementos na

macroporosidade.

Em porcentagem a macroporosidade do solo preparado foi 35,71,

43,75 e 50,00% maior em relação ao solo não preparado, para grade,

escarificador e arado, respectivamente. Já a microporosidade foi 7,89%

menor para escarificador e arado, equipamentos que variaram em relação

ao solo não preparado. A porosidade total do solo preparado foi maior que a

do solo não preparado, em média 8,84%, sem diferença entre os

equipamentos.

No caso da modelagem da regeneração da porosidade do solo após a

intervenção (Figura 25), tanto para a macroporosidade quanto para a

microporosidade o modelo que melhor se ajustou foi polinomial de segundo

grau. Sendo a macroporosidade ao longo do tempo após a intervenção,

obtida pela equação:

Equação [7]

E a microporosidade pela equação:

Equação [8]

Os coeficientes de determinação de ambos os modelos foi de 0,98.

Para porosidade total do solo não foi possível encontrar um modelo que

descrevesse seu comportamento, pois a mesma se manteve constante ao

longo dos dias.

Em porcentagem as diferenças ocorridas entre os oitenta dias após a

intervenção e os valores finais, ou seja, aos trezentos e cinco dias, a

57

macroporosidade o valor final foi 20% menor que o inicial, e a

microporosidade final foi 7,69% maior que a inicial.

Tempo após o preparo (Dias)

Po

rosid

ad

e d

o s

olo

(cm

³ cm

-³)

300250200150100

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

Variable

PT

Mac

Mic

FIGURA 25. Comportamento da porosidade do solo (cm3 cm-3) após a

intervenção.

O fato da porosidade total do solo ter se mantido constante ao longo

do tempo, mesmo com alterações na macroporosidade e na

microporosidade, sugere que o solo passou por um processo de

reestruturação, e que dificilmente a porosidade total do solo é alterada, pois

normalmente redução na macroporosidade proporcionará incrementos na

microporosidade, graças à redução do tamanho dos poros quando expostos

a algum tipo de pressão externa, ou até mesmo a pressão exercida pela

própria massa de solo.

Quando se compara os valores obtidos antes da intervenção com os

valores levantados aos trezentos e cinco dias após, observa-se que os poros

menores, ou seja, a microporosidade (Tabela 18), aos trezentos e cinco dias

não mais diferiu da encontrada anterior a intervenção, fato que não

aconteceu com a macroporosidade (Tabela 19) e porosidade total (Tabela

20), que, além disso, variaram ainda entre os equipamentos. A

macroporosidade aos trezentos e cinco dias permanecia 40,90% maior que

a do tempo anterior ao e a porosidade total 8,00% maior. Entre as médias

58

dos equipamentos o arado apresentou os maiores valores tanto para

macroporosidade quanto para porosidade total.

TABELA 18. Valores médios para microporosidade (cm3 cm-3) antes e





Arado 0,39 0,38 0,38 a

Grade 0,39 0,39 0,39 a

Médias 0,38 A 0,38 A 0,38 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

TABELA 19. Valores médios para macroporosidade (cm3 cm-3) antes e



Sem Intervenção 0,05 0,06 0,055b

Escarificador 0,08 0,13 0,105a

Arado 0,07 0,17 0,120a

Grade 0,06 0,11 0,085ab

Médias 0,065B 0,117A 0,091 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

TABELA 20. Valores médios para porosidade total (cm3 cm-3) antes e depois

de trezentos e cinco dias da intervenção




Arado 0,47 0,55 0,51a

Grade 0,46 0,50 0,48ab


Silveira et al. (1999) monitorando um LATOSSOLO VERMELHO-

ESCURO após diferentes formas de preparo durante quatro anos citam

aumento na macroporosidade do solo independente do equipamento

59

utilizado. Já Stone et al. (1994), estudando um LATOSSOLO encontraram

que após preparo com arado aiveca por sete anos consecutivos a

macroporosidade diminui e a densidade aumentou em relação aos valores

iniciais, sendo que a microporosidade permanece inalterada.

No quesito efeitos dos equipamentos sobre os atributos físicos do

solo, nota-se que as maiores alterações foram provocadas pelo arado,

possivelmente por esse ter apresentado mobilização semelhante a do

escarificador, porém, com perfil tão homogêneo quanto ao da grade. Silveira

Neto et al., (2006) citam que o solo mobilizado pelo arado apresenta

menores valores de densidade, maiores valores de macroporosidade e

porosidade total, por mobilizar o solo até trinta centímetros.

Como o objetivo do preparo do solo é propiciar condições a

germinação da semente e deve ser conseguido com o menor número de

operações possíveis, reduzindo tempo e gasto de energia para implantação

das culturas, nota-se que uma única operação como a realizada no presente

trabalho, independente do equipamento, já pode ser suficiente para

proporcionar tais condições, concordando, com Oliveira (2002), que atribui o

efeito negativo do preparo do solo a repetitividade das operações realizadas

ao longo dos anos.

Outro atributo, a condutividade hidráulica saturada do solo (Figura 26)

variou em relação ao solo que não recebeu intervenção e entre os

equipamentos utilizados na intervenção. Com a intervenção no solo o

incremento na condutividade saturada foi de 61,32, 72,30 e 80,49% para

grade, escarificador e arado, respectivamente.

60

FIGURA 26. Valores médios de condutividade hidráulica saturada (mm h-1)

em função da intervenção. Médias seguidas da mesma letra não

diferem entre si, pelo teste Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

Já para a modelagem da regeneração da condutividade hidráulica

saturada (Figura 27), como ocorreu aumento da condutividade do solo com o

passar do tempo após a intervenção, o modelo que melhor se ajustou foi o

linear com coeficiente de determinação 0,93, e a condutividade saturada

final 63,63% maior que a inicial:

Equação [9]

FIGURA 27. Comportamento da condutividade hidráulica saturada (mm h-1)

em função do tempo transcorrido após a intervenção.

61

A condutividade hidráulica saturada do solo, característica altamente

dependente do arranjo dos poros do solo, principalmente dos macroporos,

na comparação entre a condição inicial do solo com a condição encontrada

trezentos e cinco dias após a intervenção (Tabela 21) seguiu tendência

inversa a esses, apresentando valores finais bem maiores que os iniciais,

indicando que com o passar do tempo após a intervenção, o solo passou por

processos que favoreceram a sua estruturação, tendo em média uma

condutividade hidráulica saturada final 79,87% maior que a inicial. Outro

indicativo da estreita relação que a condutividade possui com a

macroporosidade, foi constatado ao se analisar os equipamentos, as

mesmas diferenças que foram encontradas entre os mesmos para

macroporosidade, foram encontradas também para a condutividade.

TABELA 21. Valores médios para condutividade hidráulica saturada (mm h-1)

antes e depois de trezentos e cinco dias da intervenção


Sem Intervenção 6,93 16,86 11,89b


Arado 6,41 61,19 33,80a

Grade 7,06 21,56 14,31ab


O aumento da condutividade hidráulica saturada, ao longo do tempo,

mesmo com redução na macroporosidade, deve-se ao fato que mesmo que

o revolvimento do solo possa aumentar a proporção de macroporos (Castro

et al., 1987), sua continuidade seria interrompida, reduzindo sua eficiência

na transmissão de água (Wu et al., 1992), apesar de existir relatos de maior

condutividade hidráulica saturada sob preparo convencional (Pierce et al.,

1992).

A condutividade hidráulica saturada, atributo que se torna importante

ao influenciar diretamente na taxa de perda de solo por refletir na taxa de

62

infiltração de água do solo, conseqüentemente, no escoamento superficial,

diversos estudos demonstram o efeito negativo do preparo periódico sobre a

infiltração da água no solo: Silva (1980) encontrou taxa de infiltração de

1125 mm h-1 para área com vegetação nativa e 2 mm h-1 para o preparo

convencional. Castro et al. (1986), avaliando diferentes sistemas de preparo

do solo na infiltração da água, obtiveram uma taxa de infiltração de 12,8 mm

h-1, quando utilizaram um arado de disco mais uma grade leve, enquanto

obtiveram com o uso de escarificador 32,5 mm h-1. Destacam ainda o efeito

da escarificação em profundidade, com pouco revolvimento do solo

mantendo maior cobertura do solo por resíduos vegetais capaz de reduzir o

escoamento superficial. Costa et al. (2002) não encontraram diferença entre

o diferentes manejos do solo, indicando que o tipo e o manejo, bem como o

tipo e as características do equipamento de preparo do solo, podem

acarretar resultados diferentes, dependendo das interações que ocorrem no

solo.

A análise da agregação do solo, em função dos equipamentos e das

condições ao longo dos trezentos e cinco dias avaliados, representada pelo

diâmetro médio geométrico, pelo diâmetro médio ponderado e pelo índice de

estabilidade dos agregados não revelou diferenças para nenhum destes

atributos, tanto para equipamentos quanto para dias após a intervenção.

Como não houve efeito significativo para dias após a intervenção, indicando

que os valores permaneceram constantes, não foi possível o ajuste de

modelos. Os valores médios foram de 0,81 mm para o diâmetro médio

geométrico, 1,96 mm para o diâmetro médio ponderado e de 92,67 % para o

índice de estabilidade de agregados.

Já na comparação entre os valores encontrados inicialmente e os

valores finais, ou seja, antes da intervenção e aos trezentos e cinco dias

após, como era de se esperar o valor do diâmetro médio geométrico que não

foi afetado pela intervenção continuava igual em média 0,82 mm. No caso do

diâmetro médio ponderado (Tabela 22), cujos valores haviam sido alterados

pela intervenção, ao final dos trezentos e cinco dias voltaram a apresentar

valores idênticos a antes da intervenção. Este fato não ocorreu com o índice

63

de estabilidade de agregados (Tabela 23), que ao final dos trezentos e cinco

dias foi 1,25% menor que o inicial.

TABELA 22. Valores médios para diâmetro médio ponderado (mm) antes e





Arado 2,09 2,10 2,09 a

Grade 2,18 2,10 2,14 a

Médias 2,12 A 2,04 A 2,09 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

TABELA 23. Valores médios para índice de estabilidade de agregados do

solo (%) antes e depois de trezentos e cinco dias da

intervenção




Arado 93,63 92,00 92,46 a

Grade 93,70 92,50 92,64 a

Médias 93,74 A 92,56 B 92.10 ¹ Antes da intervenção; ² Trezentos e cinco dias após a intervenção; *Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 0,05 de probabilidade de erro.

Os resultados encontrados para os indicadores da agregação do solo

divergem dos encontrados normalmente na literatura, mas isso pode ser

facilmente explicado pelo fato dos implementos terem sido passados apenas

uma vez em cada local. Abrão et al. (1979), comparando o efeito de métodos

de preparo do solo sobre algumas características físicas de um

LATOSSOLO ROXO Distrófico encontraram maior índice de estabilidade de

agregados em água, em sistemas com menor mobilização. Segundo Baver

et al. citados por Klein (1990), diversos fatores afetam a distribuição do

tamanho de agregados no solo: teor de umidade, textura, densidade do solo

e, principalmente, o tipo de ferramenta e sua forma de ação. Bezerra (1978)

verificou que o arado de discos e a grade de discos promoveram maiores

64

diminuições no tamanho dos agregados que o sistema plantio direto.

Carvalho Filho et al. (2007) relatam que a enxada rotativa e a grade de

discos produzem maior percentual de agregados com tamanho adequado

para o bom desenvolvimento e produção de várias culturas; entretanto,

podem proporcionar maior erosão nos solos, podendo ser regulados para

formarem tamanhos de agregados maiores. Palmeira et al. (1999) num

PLANOSSOLO Eutrófico da região de Pelotas, cultivado sob diferentes

sistemas após 10 anos, verificaram que a maior quantidade de agregados

estáveis em água na classe de maior tamanho ocorreu nos sistemas de

cultivo com mínima mobilização do solo, enquanto a maior quantidade na

classe de menor diâmetro ocorreu nos manejos com maior ação antrópica.

Para Denardin e Kochhann (1997), as mobilizações intensivas do

solo, no sistema convencional, sob condições inadequadas de umidade e de

cobertura vegetal, modificam adversamente a estrutura do solo afetando

basicamente as relações entre as fases sólida, líquida e gasosa. Porém, de

maneira geral, com os resultados encontrados, principalmente os referentes

à agregação, pode-se dizer que os malefícios atribuídos atualmente ao

preparo do solo, só ocorrem se esse preparo for realizado de maneira

intensa, sem dar tempo correto para o solo se recuperar, além disso, com os

efeitos conseguidos com uma única passagem dos equipamentos percebe-

se que a grande maioria das operações realizadas pelos agricultores são

desnecessárias resultando apenas em prejuízos econômicos e ao ambiente.

Numa análise ampla do processo de regeneração do solo após a

intervenção, sem levar em conta os atributos de forma individualizada, os

poucos dados existentes, referem-se ao escarificador. Secco e Reinert

(1997) citam que o solo preparado com escarificador seu efeito chega á dez

meses após o preparo, com maior porosidade total e rugosidade superficial.

Silva et al. (1990) avaliando pomares de laranja, encontraram condições

muito próximas entre áreas com e sem subsolagem dois anos após o

preparo.

Busscher et al. (1995, 2002) verificaram que o efeito da subsolagem

é variável, uma vez que a reconsolidação do solo aumenta com o volume

65

cumulativo de precipitações. Segundo esses autores, em solos estruturados,

a reconsolidação pode ser influenciada pela dinâmica da água no espaço

poroso inter e intra-agregados e pode ser afetada também pelo selamento

superficial ou pela estabilidade estrutural que pode modificar a quantidade

de água que infiltra no solo. De acordo com Pierce et al. (1992) os efeitos

benéficos da escarificação nas condições físicas do solo tendem a diminuir

com o passar do tempo, mas tem-se constatado efeitos residuais nos solos,

anos após terem sido escarificados.

Comparando os resultados encontrados para os atributos físicos

anterior ao preparo do solo com os encontrados por Silva et al. (2008),

trabalhando em um solo sob vegetação nativa localizado próximo a área do

presente trabalho, foi observado que apesar do solo ter passado por um

período de pousio, é possível notar ainda reflexos da utilização da área sob

plantio direto, como valores mais baixos para macroporosidade e alto

quantidade de microporosidade indicativo de uma alteração estrutural do

solo, fato observado por diversos autores que relatam a susceptibilidade da

porosidade do solo ao manejo (Derpsch et al, 1986; Silva et al. 2006).

66

5. CONCLUSÕES

Independente do equipamento de preparo do solo utilizado ocorreu

alterações nos atributos físicos, densidade do solo, macroporosidade,

porosidade total, resistência mecânica do solo a penetração, e

condutividade hidráulica saturada.

A porosidade total do solo, apesar do pouco acréscimo ocorrido com a

intervenção permaneceu inalterada durante os trezentos e cinco dias

de avaliação.

A densidade do solo, a macroporosidade, a microporosidade, e a

condutividade hidráulica saturada apresentaram tendência de

voltarem a condições iniciais.

A resistência mecânica do solo a penetração e o diâmetro médio

ponderado apresentaram valores aos 305 dias após a intervenção

idênticos aos de antes da intervenção.

O período de avaliação, de 305 dias, não foi suficiente para que o solo

apresentasse estabilidade para os atributos estudados, a exceção da

resistência mecânica do solo a penetração e do diâmetro médio

ponderado.

67

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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