solos frágeis -...

Selma Simões de Castro Luís Carlos Hernani

CaraCterização, manejo e SuStentabiLidade

SoLoS frágeiS

editores técnicos

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Solos

Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

SOLOS FRÁGEIS: CaRaCtERIzaçãO, ManEjO E

SuStEntaBILIDaDE

Selma Simões de Castro Luís Carlos Hernani

Editores técnicos

Embrapa Brasília, DF

2015

Capítulo 2Identificação e mapeamento de

solos frágeis no Município de Mineiros, GO

Alba Leonor da Silva Martins; Cesar da Silva Chagas

Introdução

As áreas do Sudoeste Goiano tornaram-se foco para o estudo de solos frágeis, especialmente em virtude da expansão agrícola. durante os anos de 1970 e 1980, os padrões de uso e cobertura da terra nessa região apontavam a ocorrência de extensas áreas com pecuária extensiva, arroz de sequeiro, milho, soja e sorgo (GUErrA, 1989). Localizado no Sudoeste Goiano, o município de Mineiros contava, em 2005, com apenas 35 ha com a cultura de cana-de-açúcar; em 2011, essa área passou para 21.000 ha, numa taxa de expansão de 60.188%, principalmente devido à instalação de usinas de etanol e açúcar (COUTiNHO et al., 2013).

Na safra 2014/2015, o Estado de Goiás foi o segundo maior produtor de cana-de-açúcar, antecedido apenas por São Paulo, representando 9,5% da produção brasileira, com uma área plantada de 854,2 mil hectares e produtividade de 72,90 t ha-1 (CONAB, 2015).

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SOLOS FRÁGEIS: CaRaCtERIzaçãO, ManEjO E SuStEntaBILIDaDE

Entre as diversas formas de incentivo para a expansão da cultura canavieira nessa região destacam-se a demanda bioenergética, a predominância de relevo plano a suave ondulado, facilitando a mecanização, e a ocorrência de solos de alto potencial produtivo, responsivos ao uso de corretivos e fertilizantes e de modernas tecnologias de produção. Porém, o impacto socioeconômico e ambiental negativo dessa expansão não tem sido contabilizado em sua plenitude. uma das alternativas viáveis seria a disponibilização de informações de solos em nível adequado de detalhe, como os levantamentos em escalas maiores, para subsidiar o planejamento de uso da terra e de manejo do solo otimizando os custos de produção.

de acordo com Guerra (1989), os solos predominantes no Sudoeste e no Noroeste Goiano são os Neossolos Quartzarênicos – enquadrados como solos frágeis para uso com manejo intensivo e sem planejamento –, os quais representam uma fase intermediária para os Latossolos Vermelho-Amarelos, tendo como características a textura areia e areia-franca e a baixa fertilidade natural. Esses solos ocorrem em áreas de relevo plano a ondulado, recobertas por cerrado e manchas de cerradão, e apresentam baixa capacidade de retenção de água, elevada acidez e suscetibilidade à erosão.

Na região do Cerrado, os solos de textura arenosa, que incluem as classes areia e areia franca, apresentam 85% ou mais de soma da fração areia ao longo de, pelo menos, dois metros a partir da superfície. Essas areias são constituídas, essencialmente, de quartzo, que confere a esses solos elevada suscetibilidade à erosão, drenagem excessiva, alta porosidade, baixos valores de retenção de água, elevada permeabilidade e taxa de infiltração, e baixa capacidade de água disponível, ou seja, pequena quantidade de água armazenada no solo e utilizável pelas plantas (SPErA et al., 1999).

Esses solos apresentam capacidade de troca de cátions (CTC) baixa ou muito baixa, sendo pobres em nutrientes para as plantas e, em geral, álicos, ou seja, saturados com alumínio tóxico para as plantas. O pH desses solos indica acidez de elevada a média. Os teores de cálcio, magnésio, potássio e sódio são baixos ou muito baixos e, consequentemente, a saturação por base é baixa ou muito baixa. O teores de fósforo são muito baixos (SPErA et al., 1999).

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diante do cenário de expansão agrícola observado no Sudoeste Goiano, foi selecionada uma área de produção de cana-de-açúcar no Município de Mineiros, GO com o objetivo de identificar, caracterizar e mapear os solos frágeis que ocorrem na região e verificar, pela metodologia de amostragem, sua representatividade em apoio às atividades de planejamento agrícola.

Caracterização do meio físico

Área de estudo

A área selecionada para o estudo, com aproximadamente 945 ha, está situada na Fazenda Araucária, no Município de Mineiros (Estado de Goiás), entre as coordenadas UTM 8029536 e 8033161mN e 286331 e 289169mE, zona 22S, a uma altitude de 810 m acima do nível do mar. Essa área está inserida na bacia hidrográfica do ribeirão Queixada, que, por sua vez, pertence à bacia hidrográfica do Alto rio Araguaia (Figura 1).

Figura 1. Localização da área de estudo na Fazenda Araucária em Mineiros, GO.

idENTiFiCAÇãO E MAPEAMENTO dE SOLOS FráGEiS NO MUNiCíPiO dE MiNEirOS, GO

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de acordo com a classificação climática de Köppen, a região apresenta clima tropical chuvoso Aw (quente e úmido, com verão úmido e inverno seco), com temperatura média anual de 18 a 32 °C e precipitação pluvial média anual em torno de 1700 mm, sendo que o período chuvoso se estende de novembro a maio, ocasião em que são registrados mais de 80% do total das chuvas do ano. Veranicos ocorrem em plena estação chuvosa, geralmente nos meses de janeiro a março e normalmente com duração de cerca de 10 a 15 dias, podendo, eventualmente, prolongar-se por um tempo maior (CArNEirO et al., 2013).

A vegetação natural da área é composta pelo cerrado stricto sensu ou cerrado tropical subcaducifólio (Figura 2), substituído, em parte, pela cultura de cana-de-açúcar (Figura 3). A área apresenta altitudes que variam de 742 a 851 m e relevos plano (19,5%), suave ondulado (56,4%) e ondulado (23,9%), onde são encontrados predominantemente Neossolos Quartzarênicos, derivados de Arenitos da Formação Botucatu, e Latossolos Amarelos, Vermelho-Amarelos e Vermelhos, todos desenvolvidos de Coberturas detrito-Lateríticas do Terciário (PrOJETO rAdAMBrASiL, 1981). A Formação Botucatu é constituída de arenitos finos a médios comumente silicificados quartzosos, bem classificados e arredondados (MOrAES, 2014).

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Figura 2. Vegetação de Cerrado tropical subcaducifólio na área de estudo – Município de Mineiros, GO.

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Figura 3. Preparo do solo e plantio de cana-de-açúcar na área de estudo.

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Metodologia de amostragem

A amostragem na área de estudo foi realizada em duas campanhas de campo: em junho/2011 e dezembro/2012. O método utilizado foi o cLHS (Conditioned Latin Hypercube Method for Sampling), ou hipercubo latino, conforme Minasny e McBratney (2006).

O método cLHS é um procedimento de amostragem aleatória estratificada que fornece uma eficiente forma de selecionar as variáveis a partir de suas distribuições multivariadas. Funciona da seguinte forma: dado K variáveis com X1,...,Xk sendo a faixa de variação de cada uma, X é dividido em n prováveis intervalos iguais (estratos); então, para cada variável, uma amostra aleatória é tomada para cada estrato. As amostras obtidas para cada variável por estrato são confrontadas umas com as outras de forma aleatória ou seguindo alguma regra previamente especificada. A regra, neste caso, é de que a amostragem possa refletir a mesma representação dos estratos para todas as variáveis consideradas. Ao final, tem-se um número de amostras que cobrem os ‘n’ estratos para todas as variáveis analisadas. Nessa técnica, são necessárias menos amostras para se obter uma distribuição mais representativa das características ambientais da área estudada. O método garante que cada variável estará representada de maneira completa através de seus estratos.

Os dados das covariáveis ambientais – elevação, declividade e índice NdVi (Normalized Difference Vegetation Index) – foram convertidos para o formato de arquivo texto e utilizados como dados de entrada no programa cLHS. Uma vez gerada a base para o processo, procedeu-se à seleção dos pontos amostrais utilizando peso dos dados igual a 1,0; peso das correlações igual a 0,5; e número de interações igual a 20.000, conforme especificações do programa proposto por Minasny e McBratney (2006). Como ainda não existem critérios definitivos para estabelecer o número ideal de pontos amostrais, optou-se por selecionar 100 pontos, considerados, a princípio, suficientes para captar toda a variabilidade das covariáveis ambientais e, consequentemente, dos solos da área.

Com o auxílio de um Sistema de Posicionamento Global (GPS) foram coletadas amostras de solos nos 100 pontos selecionados pelo método cLHS. Primeiramente, as coletas foram realizadas em minitrincheiras (75), nas


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profundidades 0-20 cm e 60-80 cm para caracterização e classificação dos solos. A partir da ocorrência dos solos identificados nas minitrincheiras, foram abertas trincheiras de 1,5 m de largura e até 2 m de profundidade para descrição e classificação dos solos em perfis completos (8). Posteriormente, para validação do mapeamento foram coletadas e analisadas mais 25 minitrincheiras.

As amostras de solos coletadas (minitrincheiras e perfis completos) foram preparadas e analisadas nos laboratórios da Embrapa Solos no rio de Janeiro. Estas amostras foram destorroadas, peneiradas em malha de 2 mm, e secadas ao ar para obtenção da terra fina seca ao ar (TFSA) e a quantificação volumétrica das frações calhaus (2 - 20 cm) e cascalhos (2 - 20 mm); posteriormente, foram submetidas às análises físicas e químicas seguindo os métodos disponíveis em donagemma et al. (2011), conforme a seguir: análises físicas – composição granulométrica da terra fina, argila dispersa em água (AdA), densidade de partículas (dp) e retenção de umidade a 10 kPa (capacidade de campo) e 1500 kPa (ponto de murcha permanente); e análises químicas – pH em H2O e em KCl 1N, bases trocáveis (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), acidez extraível, alumínio trocável (Al3+), fósforo assimilável, carbono orgânico e nitrogênio total (teste de Kjeldahl).

Os solos foram classificados até o 5º nível categórico, segundo o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, de acordo com Santos et al. (2013).

Neste trabalho serão discutidos apenas os resultados dos oito perfis completos.

Os solos da área de estudo

Classes de solos

Na paisagem da área de estudo, representativa do Sudoeste Goiano, predominam os solos muito profundos das classes dos Latossolos (textura média) e dos Neossolos Quartzarênicos, estes derivados de arenitos da Formação Botucatu, distribuídos, em sua maioria, no relevo suave ondulado (56,4%), seguido do relevo plano (19,5%) e do ondulado (23,9%). Também foram encontrados Latossolos de textura argilosa em menor extensão. Os Latossolos apresentam sequência de horizontes do tipo Ap, AB, BA, BW1 e

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BW2 e os Neossolos Quartzarênicos com sequência do tipo Ap, AC, C1 e C2 (Figura 4). Os horizontes superficiais variaram em profundidades de até 50 cm de espessura (Tabela 2), a maior parte com estrutura em grãos simples.

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Figura 4. Perfis de solos característicos da área de estudo: (a) Neossolo Quartzarênico Órtico típico; (b) Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico textura média; (c) Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico psamítico; (d) Neossolo Quartzarênico Órtico latossólico (e); Latossolo Vermelho distrófico típico textura média; (f) Latossolo Vermelho distrófico típico textura argilosa

Por definição do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), a classe dos Latossolos compreende solos constituídos por material mineral, com horizonte B latossólico precedido de qualquer tipo de horizonte A dentro de 200 cm da superfície do solo, ou dentro de 300 cm se o horizonte A tem mais


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de 150 cm de espessura. Esse grupamento de solos com B latossólico apresenta por base uma evolução muito avançada com atuação expressiva de processo de latolização (ferralitização), resultando em intemperização intensa dos constituintes minerais primários, e mesmo secundários menos resistentes, e concentração relativa de argilominerais e/ou óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, com inexpressiva mobilização ou migração de argila, ferrólise, gleização ou plintização (SANTOS et al., 2013).

A classe dos Neossolos, de acordo com o SiBCS, compreende solos constituídos por material mineral ou orgânico com menos de 20 cm de espessura, não apresentando horizonte B diagnóstico. São solos sem contato lítico dentro de 50 cm de profundidade, com sequência de horizontes A-C, de textura areia ou areia franca em todos os horizontes até 150 cm de profundidade a partir da superfície ou até um contato lítico. Nessa classe de solos, ocorre uma variação no nível de subgrupo com a presença de horizonte de textura franco-arenosa abaixo de 150 cm, sendo classificados como B latossólicos. São essencialmente quartzosos e praticamente não apresentam minerais primários alteráveis (SANTOS et al., 2013).

Para a geração do mapa de solos em escala de 1:10.000 (levantamento detalhado) foram utilizadas imagens do satélite Landsat 7 de alta resolução. A delimitação/delineamento das unidades de mapeamento (UM), ou manchas de solo, foi elaborada a partir da: (i) análise de padrões diferenciados de cor, textura, relevo; (ii) plotagem da classe de solo e dos atributos químicos e físicos de cada ponto amostrado nas minitrincheiras ou perfil completo.

As classes de solo estão distribuídas na área da seguinte forma, conforme ilustrado na Figura 5: LATOSSOLO AMArELO distrófico típico, textura média, A moderado, hipoférrico, relevo plano (P76 - LAd med); LATOSSOLO VErMELHO-AMArELO distrófico típico, textura média, A fraco, hipoférrico, relevo suave ondulado (P77 - LVAd med); LATOSSOLO VErMELHO-AMArELO distrófico psamítico, textura média, A moderado, epiálico, hipoférrico, relevo suave ondulado (P78 - LVAd psam); LATOSSOLO VErMELHO distrófico típico, textura argilosa, A fraco, epieutrófico, hipoférrico, relevo ondulado (P79 - LVd arg); LATOSSOLO VErMELHO

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distrófico típico, textura média, A moderado, epieutrófico, hipoférrico, relevo suave ondulado (P80 - LVd med); LATOSSOLO VErMELHO distrófico típico, textura média, A fraco, epieutrófico, hipoférrico, relevo suave ondulado (P81 - LVd med); NEOSSOLO QUArTZArêNiCO Órtico típico, A moderado, distrófico, álico, relevo ondulado (P82 - rQo tip); e NEOSSOLO QUArTZArêNiCO Órtico latossólico, A fraco, distrófico, relevo suave ondulado (P83 - rQo lato), todos na fase cerrado tropical subcaducifólio.

Figura 5. Mapa de solos com a localização e distribuição das classes de solo na área de estudo.

A área ocupada por essas classes de solos é apresentada na Tabela 1. Os rQo tip são a classe dominante na área (44%), seguida dos rQo lato (15,74%) e dos LVAd psam (11,64%). Esses solos ocorrem, principalmente, nos terços médio e inferior da paisagem, em altitudes que variam entre 749 a 843 m, com valores médios de 791,49 m (rQo tip), 815,82 m (rQo lato) e 820,42 m (LVAd psam). Os LVd arg ocupam apenas 2,59% da área e estão relacionados com material da cobertura detrito-laterítica que está em contato com os arenitos da Formação Botucatu. As demais classes (LAd med, LVAd med, LVd psam e LVd med) ocupam 25,25% da área, no terço superior das encostas.


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64


As características físicas apresentadas na Tabela 2 indicam que o perfil de LVAd med tem maiores teores de argila (162-222 g kg-1) do que o perfil de LVAd psam (100-181 g kg-1) e o perfil de rQo tip (40-60 g kg-1). Além disso, apresenta uma distribuição ao longo do perfil muito similar à verificada no perfil de LVAd psam; por outro lado, o perfil de rQo tip mostra uma distribuição mais uniforme dessa fração (Figura 6). No entanto, a relação AG/AF do perfil de LVAd med apresenta um comportamento similar ao verificado no perfil do rQo tip e contrastante ao verificado no perfil de LVAd psam, cujos teores de areia grossa são superiores em superfície (acima de 500 g/kg) com maior gradação ao longo do perfil (Tabela 2 e Figura 6).

Figura 6. Teores de argila e relação areia grossa/areia fina nos perfis estudados.

65

Esse comportamento de certa forma errático da relação areia grossa/areia fina reflete as condições de mistura de materiais provenientes das coberturas detrito-lateríticas com materiais oriundos da Formação Botucatu, visto que a área está localizada no contato entre essas duas litologias.

Nos perfis de LVd arg, LVd med e LAd méd, foi observado que os teores de argila tendem a aumentar em profundidade, com os de LAd med e LVd arg apresentando um comportamento similar com relação à distribuição em profundidade. Por sua vez, o LVd med apresenta comportamento intermediário, com variações de argila entre 141 e 241 g kg-1 (Tabela 2 e Figura 6).

O rQo lato apresentou uma distribuição constante e linear em relação ao teor de argila (120 g kg-1) ao longo de todo o perfil, caracterizando sua textura como sendo areia franca. Nos perfis de LVd med predomina a areia fina (538 a 579 g kg-1) sobre a areia grossa (211 a 308 g kg-1), não se constatando gradiente textural. Já o de LAd med apresenta uma distribuição mais equilibrada da relação AG/AF, com valores em torno de 1,23, mais próximos dos rQo tip e inversos aos rQo lato, que apresentam valores de AG/AF em torno de 2,5 (Tabela 2 e Figura 6).

devido aos baixos teores de argila ao longo do perfil, esses solos apresentam baixa capacidade de agregação de partículas, sendo muito suscetíveis à erosão. Na área de estudo, observou-se erosão superficial pelo carreamento da areia e o uso de mecanização e práticas agrícolas intensivas sem distinção entre as classes de solo, razões pelas quais práticas conservacionistas de manejo do solo devem ser recomendadas.


66


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69

de acordo com a Tabela 3, em todas as classes de solos, os valores de pH H20 variaram de média a elevada acidez, aumentando nas camadas mais profundas. Há predominância de cargas negativas e Al+3 variando de 0 a 0,3 cmolc kg-1, quase nulo na maior parte dos perfis. Foram observados baixos valores, em geral, em todo o complexo sortivo S (Ca2+, Mg2+, K+), P e N; teores de P inferiores a 1 mg kg-1; e valores de N inferiores a 0,5 g kg-1. Esses valores podem estar relacionados ao material de origem derivados de arenitos da formação Botucatu e, consequentemente, à elevada permeabilidade desses solos de textura arenosa, que, com o uso intensivo, podem favorecer a lixiviação de N e a rápida decomposição da matéria orgânica e a baixa adsorção de P.

Os Neossolos Quartzarênicos, assim como os Latossolos, apresentaram baixos valores de carbono orgânico (Corg). No perfil de LVAd med, por exemplo, esses teores variaram de 5,4 g kg-1 em superfície a 1,4 g kg-1 em subsuperfície. Os maiores valores de Corg foram encontrados nos perfis de LAd med (7,9 g kg-1) e LVAd psam (6,7 g kg-1) em superfície, que se reduzem drasticamente para valores inferiores a 2 g kg-1 em subsuperfície, o que também ocorre nos rQo. Freitas et al. (2015) observaram um decréscimo no estoque de Corg em diferentes profundidades de solos arenosos com o cultivo de cana-de-açúcar quando comparados à condição de vegetação de floresta natural.

Em geral, os solos são naturalmente pobres em nutrientes. Nas condições de clima tropical (temperaturas elevadas e alta umidade), como na maior parte do Brasil, é grande a produção de biomassa, mas a velocidade de mineralização da matéria orgânica também é muito elevada. Somando-se a isso o incremento da mineralização causado pelo preparo anual do solo agricultado, tem-se consequências como essas (TOMÉ JÚNiOr, 1997).

Todas as classes de solos foram descritas como distróficas. Essa caracterização em solos de classe textural areia ou areia franca foram confirmadas por Spera et al. (1999), que detectaram que nesses solos os teores de cálcio, magnésio, potássio e sódio são baixos ou muito baixos. Consequentemente, a saturação por base é baixa ou muito baixa e os teores de fósforo são muito baixos.

A avaliação da fertilidade leva a inferir que, apesar do uso de elevados insumos no manejo desses solos, há baixa reserva de nutrientes, consequência da degradação pelo uso intensivo, acarretando possíveis aumentos nos custos de produção.


70


Avaliações sobre o manejo do solo

O manejo dos solos estudados consiste na monocultura de cana com preparo convencional, utilizando arados, grades e/ou subsoladores. Não foi observada uma diferenciação nas práticas e processos de manejo adotado considerando as diferenças em comportamento entre as classes de solo que ocorrem na área, desconsiderando, portanto, sua fragilidade estrutural. Além disso, esses solos ocorrem, em geral, em áreas de recarga de aquíferos, neste caso, do Aquífero Guarani. O manejo inadequado proporciona impactos negativos, como a elevação de riscos de contaminação das águas subterrâneas e da suscetibilidade à erosão e o aumento de custos de produção. Freitas et al. (2015), no estudo de cana-de-açúcar em solos arenosos, relatam que o preparo intensivo e profundo com a utilização de discos (grades pesadas e arados) e hastes subsoladoras, preconizados para romper os impedimentos físicos, são práticas que resultam na degradação acelerada do solo e no consequente decréscimo do teor de matéria orgânica, no aumento das perdas por erosão e na redução de sua capacidade produtiva.

Considerações finais

A metodologia de amostragem utilizada contribuiu para separar as classes de solo representativas de ocorrência no Sudoeste Goiano. O nível de detalhamento dessa separação de classes no mapa de solos constitui uma ferramenta para auxiliar no planejamento de uso das terras e de manejo dos solos.

Na área de estudo, predominam os Neossolos Quartzarênicos seguidos dos Latossolos Vermelho-Amarelos distróficos de textura média; estes, no campo, apresentaram entre si pouca diferenciação.

Este estudo confirmou a caracterização de solos frágeis sob cultivo intensivo pelo predomínio de areia ou areia franca ao longo dos perfis e pelos baixos níveis de fertilidade, razões pelas quais são recomendadas práticas conservacionistas de manejo do solo para a região.

71

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