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Solos em sistemas agroflorestais Solos em sistemas agroflorestais --A experiência da Colômbia e da A experiência da Colômbia e da

Costa RicaCosta Rica

Ing. Forestal John Jairo Ing. Forestal John Jairo ZuluagaZuluaga P.P.M.Sc.M.Sc. AgroforesteríaAgroforestería TropicalTropical

DoutorandoDoutorando emem EngenhariaEngenharia FlorestalFlorestalUFSMUFSM

CONTEXTUALIZAÇÃOCONTEXTUALIZAÇÃOA agricultura de corte e queima, prática comum entre os agricultores daColômbia e Costa Rica, gera uma pressão sobre as áreas de floresta primária.

a área aberta para a produção delavoura de subsistência permite sercultivada por dois ou três anos,quando então o agricultor abandona aárea, devido à perda de fertilidade dosolo e à infestação de plantasinvasoras, deixando-a em repouso outransformando-a em pastagem, e abreuma nova área.

Conceito de Sistemas Agroflorestais (SAF’s)

O conceito de sistemas agroflorestais não é novo. Novo é o termopara designar um conjunto de práticas e sistemas de uso da terra játradicionais em regiões tropicais e subtropicais. Existem muitasdefinições para sistemas agroflorestais (SAF’s):

Os SAF’s são formas de uso e manejo dos recursos naturais nas quaisespécies lenhosas (árvores, arbustos, palmeiras) são utilizadas emassociação deliberada com cultivos agrícolas ou com animais no mesmoterreno, de maneira simultânea ou em seqüência temporal” (CATIE eOTS- Organización de Estudios Tropicales, 1986)

Funções dos sistemas agroflorestais

LuzChuva de granizo

Transporte de minerais

Diversidade de especies

MicroclimaVento

Temperatura

UmidadeÓtima utilização do espaço aéreo

Erosão hídrica e eólica

Menor taxa de escoamento

Fixação de nitrogênioAdubo orgânico

Sombra e forragem

Poucas pragas

Populações microbiológicas

Ciclagem de nutrientes

Maior infiltração de água

Matéria orgânica e nutrientes

Poucas ervas daninhas

Ótima Utilização do espaço subterrâneo

Tipos de Sistemas Agroflorestais e exemplos dos maiscomuns utilizados na Colômbia e Costa Rica

Árvores em associação com cultivos perenes

Nesta categoria encontram-se vários sistemasde exploração comercial: as plantações deflorestas, coqueiros, seringueiras ou palmeiras,em associações com culturas, frutíferas,produtoras de sombra e/ou espécies quemelhoram a fertilidade dos solos.

(Pinus oocarpa)

café (Coffea sp)café (Coffea sp)

Guamo (Inga densiflora).

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nogal (Cordia alliodora)

café (Coffea sp

Seringueira com maracujá

Cupuaçu, abacate, açai, manga, cacau.

Árvores em associações com culturas anuais (plantio em aléias)

Nestas associações utilizam-se geralmentemilho (Zea mays), feijão, arroz (Oryza sativa), sorgo(Sorghum sp.), caupi (Virgnaunguiculata), mandioca (Manihot sp.), trigo(Triticum aestivum), cevada (Hordeumvulgare), aveia (Avena sp.) com Cliricidia(Gliricidia cepium), leucena (Leucenaleocochefala ) e Eucalipto (Eucalyptus sp.).

Girasole

mulungú (Erythrina sp.)

As árvores, geralmente leguminosas, são dispostasem linhas (renques), são podadas e seu materialdepositado para adubação das culturas anuais, bemcomo para controle de invasoras e proteção do solo.

milho (Zea mays)

ALLEY CROPINGALLEY CROPINGCultivo em aléias

Flemingia macrophylla

preparo do solo para o plantio de hortaliças, milho ou batatas, dentre outras

Poda de leguminosa

semeadura

Poda de leguminosa

semeadura

Neste sistema obtém-se deforma secundária a produçãode madeira, lenha, frutos ouforragem. Os animaisalimentam-se com ervas,folhas, cascas e outraspartes das árvores ebeneficiam-se com a sombra.

Associações de árvores com pastos e leguminosas(enfatizando a produção animal)

As espécies arbóreas maiscomuns encontradas naspastagens são: goiaba(Psidium guajava), abacate(Persea americana) , leucena(Leucena leocochefala) eárvores em geral.

As árvores podem estar distribuídas nas pastagens de forma isolada ouagrupadas em pequenos capões.

Pastoreio em plantações florestais e depalmas (enfatizando a produção vegetal)

Neste caso os animais pastoreiamnuma plantação, que pode ser deárvores para lenha, madeira, papelou palmas. Com o uso deste sistema,se obtém um produto animaladicional durante o crescimento daplantação.

As espécies arbóreas mais comumente utilizadas neste sistema são: pupunha(Bactris gasipaes), coco (Cocos nucifera), pinus (Pinus radiata, Pinuscaribaea), cedro (Cedrela odorata), eucalipto (Eucalyptus deglupita), Alnusacuminata , Cordia alliodora e Guazuma ulmifolia.

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A associação pode começar quando as árvores tiverem idade suficiente paranão ser danificadas pelos animais.

(Tabebuia rosea)

Tambor (Schisolobium paraiba),

SAFs E A QUALIDADE FÍSICA DOS SOLOS

O emprego de práticas nãosustentáveis pode causar adegradação de seus atributosfísicos, químicos e biológicos,diminuindo a qualidade dosolo, resultando em baixasprodutividades.

Neste contexto, os sistemasagroflorestais (SAFs) têm se mostradouma alternativa viável para amenizar osdanos causados pela agriculturaconvencional, recuperando e/oumantendo a qualidade ambiental e asvantagens econômicas e biofísicas doagroecossistema (Jackson & Wallace,2000; Hairiah et al., 2006; Jianbo, 2006).

�Reduzem os efeitos nocivos do sol, vento e dachuva no solo.

�Os SAFs podem amenizar os efeitos daevaporação por meio dos resíduos vegetaisdepositados na superfície do solo, mantendo suaumidade.

�O solo sob SAFs retém poluentes emelhoram a qualidade física, química ebiológica da água.

�Os SAFs aumentam a capacidade deinfiltração e armazenamento de água no solopara reduzir os picos máximos nas baciashidrográficas.�Reduz a possibilidade de obstrução decórregos, canais de irrigação e,portanto, inundações.

Os Sistemas Agroflorestais na gestão e conservação daágua

Balanço hídrico de SAF com café estudado em CENICAFE, Maniza les,Caldas-Colômbia

A maneira mais fácil de entender a relação SAF-água-solo é conhecendoo ciclo hidrológico no sistema.

Balanço hídrico de SAFs estudados no CATIE, Turrialba-Costa Rica

Café + Erythrina

Café + Cordiaaliodora

Cacao + Erythrina

Cacao + Cordiaaliodora

Chuva (100%) (100%) (100%) (100%)

Interceptação(mm)

70 (3,5%)

270 (13,5%)

294 (14,6%)

320 (16%)

Evapotranspiração (mm)

845 (42,2%)

730 (36,5%)

707(35,4%)

707 (35,3%)

Percolação(mm)

1086 (54,3%)

1000 (50,0%)

999 (50,0%)

974 (48,7%)

�Os SAFs reduz a erosão do solo pelo impactodas gotas de chuva e a incidência direta dosraios solares.

�Os SAFs faz que a água da chuva infiltrelentamente no solo, evitando seu escoamentosuperficial e a erosão do solo.

� Evitam o carreamento de partículas de solopara as fontes de água

� Os SAFs podem ser praticados nasencostas mais íngremes.

� Os SAFs promovem a conservação dosolo nas bacias, pela formação de terraçosnaturais

SAFs e a redução da erosão do solo nas Bacias hidrográficas

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Erosão hídrica em SAFs no CATIE, Turrialba- Costa Rica

Mês Café + Erythrina Café + Erythrina + C. alliodora Ca fé

g/l Kg/ha g/l Kg/ha g/l Kg/haJulho 0,63 4,64 1,36 13,20 6,30 37,01

Agosto 0,18 4,27 0,25 10,55 4,29 144,49

Setembro 1,33 33,31 1,42 45,59 4,40 131,36

Outubro 0,13 1,16 0,22 2,23 1,23 7,31

Novembro 0,11 1,67 0,14 2,86 0,35 5,22

Dezembro 0,65 13,70 1,12 29,46 1,86 40,66

TOTAL 58,75 103,89 365,99

Média 0,48 0,71 3,47

Nos sistemas com árvores a redução de erosão foi 70-85% comparada com ade café, pois apresentaram valores muito baixos de escoamentosuperficial, principalmente devido à alta permeabilidade e boa drenagem.Os SAFs são considerados como uma prática efetiva na conservação do solo

T1= Sucessão Natural T2= Árvores madeirablesT3= Bambu T4= Milho e feijãoT5= Pastagem

Fonte: Rodríguez e Camargo, 2005

Perda de solo por um ano (t/há) sob diferentes coberturas no município de Montenegro, Quindio-Colômbia

No final do período de avaliação (12 meses) se constatou que a perda desolo foi significativamente maior (P <0,05) em culturas de milho (0,59 t /ha),enquanto sob a plantação de árvores com café (SAF) se apresentou umaperda menor (0,25 t / ha).

T1 T2 T3 T4 T5

A cobertura do solo, tanto pelas copas dasárvores quanto pela serapilheira, garante aredução da evaporação da água do solo,deixando mais água disponível paracrescimento das culturas associadas.

SAF e as mudanças no microclima e uso da água

Nos SAFs as variações de temperatura nosolo são muito pequenas, sendo, pois,mantido fresco e úmido, condições propíciaspara o bom desenvolvimento das raízes e àsatividades da fauna do solo.

Os SAFs modificam o microclima pelaproteção da luz do sol direta, durante odia, e pela proteção das perdas decalor durante a noite.

CATIE

Fonte: Zuluaga e Escobar 2001

No sistema de monocultura tiveram os maiores valores de temperatura nosolo (0-10 cm), o que provavelmente pode estar afetandonegativamente a disponibilidade de água e, consequentemente, aprodução de látex

Temperatura do solo (0-10 cm de profundidade) em SAF e monocultura deseringueira (Hevea brasiliensis) no Município de Belén, Caquetá-Colômbia.

A maior umidade média (0-20cm) se apresentou no solo sob café com sombra,isto é atribuído aos resíduos vegetais aportados pelos árvores, que regula atemperatura do solo e diminui a perda de água por evaporação.

Fonte: Paz e Sánchez, 2007

Umidade gravimétrica do solo em fazendas decafé com árvores de sombra (SAF) e plenaexposição, em Popayán- Colômbia.

Café comárvores (SAF)

Café a Plenaexposição

Fazenda

Tipo de sombra

Umidade%

Média

Média

Profundidade Café + Erythrina

Café+Erythrina+ C. alliodora

Café

Ug (%) Ug (%) Ug (%)

0-5 cm 46,37 39,10 45,47

20 cm 44,33 38,72 44,20

40 cm 47,12 44.76 48,23

60 cm 48,32 47,11 48,58

Média 46,53 42,42 46,62

Umidade gravimétrica do solo em fazendas de café com árvores de sombra(SAF) e plena exposição, em CATIE, Turrialba-Costa Rica.

A menor umidade média (0-60cm) se apresentou no solo sob café comErytrhina + Cordia alliodora, isto é atribuído ao aumento do consumo de águapela maior biomassa vegetal acima do solo, mas estes sistemasproporcionam melhores condições de infiltração da água no solo e o fluxo émais estável e sustentável do que em outros sistemas produtivos

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SAFs e a Porosidade do solo

Os SAFs favorecem a presençade macroorganismos no solo(minhocas, formigas, cupins,escaravelhos, centropéias, etc.)que promovem a construção degalerias, proporcionandoincremento na macroporosidadee aeração do solo (Hairiah etal., 2006).

Sistema Porosidade (%)

Mesofaunado solo(grupos)

Banco forrageiro

43,0 a 8

Banco misto

39,8 a 8

Pastagens 32,0 b 5

Porosidade total do solo de uma área submetida ao banco forrageiro (SAF) e apastagens , no Quindio-Colômbia.

A menor quantidade de espaços porososforam encontrados na pastagens e os maioresvalores nos bancos forrageiros e mistos (SAF).

Estes dados mostram uma relação direta devariáveis biológicas com a porosidade do solo.

Gómez et al., 2002

Porosidade total do solo (0-10 cm) em fazendas de café com árvores desombra (SAF) e plena exposição, em Popayán- Colômbia.

Fonte: Paz e Sánchez, 2007

Café comárvores (SAF)

Café a Plenaexposição

Fazenda

PorosidadeTotal (%)

Tipo de sombra

Não houve diferençassignificativas devido ao tipode sombra

Embora tenha havido relação diretaentre a porosidade com o teor dematéria orgânica e a macrofauna dosolo e da relação inversa com adensidade

Compactação do solo de uma área submetida ao banco forrageiro (SAF) e apastagens , no Quindio-Colômbia.

A maior compactação se apresentou na pastagem nas duas camadas do solo,devido ao teor reduzido de matéria orgânica, menor agregação, menorpresencia de macro e microorganismos e menor porosidade no solo.

Gómez et al., 2002

Sistema Compactação (5 cm)

(Kg f. cm -2)

Compactação (10 cm)

(Kg f. cm -2)

Mesofaunado solo(grupos)

Banco forrageiro

1,8 b 1,4 b 8

Banco misto

1,9 b 1,6 b 8

Pastagens 2,2 a 2,0 a 5

CIPAV, 2010CIPAV, 2010CIPAV, 2010

Tratamento Tratamento Densidade (g cmDensidade (g cm --33))

Floresta 0,44 + (0,08) a

Café – Musa-orgânico

0,65 + (0,08) ab

Café – Erythrina-Cordia- orgânico

0,78 + (0,02) bc

Café – Erythrina-convencional

0,94 + (0,12) c

Fuente: Porras, 2006.

Densidade do solo sob diferentes coberturas e manejos noCorredor Biológico Turrialba-Jiménez, Costa Rica.

A menor densidade do solo se apresentou nossistemas com manejo orgânico e com maiorteor de matéria orgânica, maior agregação,maior presencia de organismos e maiorporosidade no solo.

Para penetrar a uma profundidade de 40 cm no solo (37% de umidade) dosistema de monocultura requer uma média de 15 impactos, em quanto noSAF (umidade 45%) requer apenas sete impactos. Esta diferença é devidopossivelmente ao maior número de macroorganismos e matéria orgânicapresentes no SAF.

Fonte: Zuluaga e Escobar 2001

Resistência à penetração em SAF e monocultura de seringueira(Hevea brasiliensis) no Município de Belén, Caquetá-Colômbia.

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Mudanças na resistência mecânica do solo sob SAF e monocultura deTabebuia rosea , durante dois anos em Montería, Córdoba, Colômbia

Em junho de 2007, os solos tiniam entre 2,0 e 2,8 Mpa nas profundidadesde 0-60 cm. Já em junho de 2008 e 2009 passou de 1,0 a 1,8 Mpa, nosprimeiros dois anos de avaliação.

Fonte: Zuluaga et al., 2011

Estes resultados ressaltam o impacto positivo do SAF e as árvores sobre aestruturação do solo e, por conseguinte, pressupõe melhor aeração edesenvolvimento do sistema radicular, garantindo a qualidade física do solo.

Em dois anos de estabelecido o SAF se passo de uma velocidade deinfiltração de 0,04 cm/hora (muito lenta) a 3,2 cm/hora (moderada), o qualindica que os SAF melhoram a infiltração da água no solo, através do tempo

Mudança na velocidade de infiltração no solo sob SAF com Tectona grandis ,durante dois anos, em Montería, Córdoba, Colômbia

2007

2009

Fonte: Zuluaga et al., 2009

Matéria orgânica do solo em fazendas de café com árvores de sombra (SAF) eplena exposição, em Popayán- Colômbia.

Fonte: Paz e Sánchez, 2007

A maior quantidade de matéria orgânica se apresentou no solo sob café comsombra, isto é atribuído aos resíduos vegetais aportados pelos árvores e ocafé.

Café comárvores (SAF)

Café a PlenaExposição

Tipo de sombra Fazenda

Matéria orgânicaton/há/ano

Armazenamento de carbono no solo (1 m de profundidade) em sistemas de uso da terra em paisagens com gado na Colômbia e Costa Rica

Em os dois países, o usode pastagens degradadasforam os sistemas com menorcarbono total armazenado. Emcontraste, nas florestassecundárias e os sist.Silvipastoris na Costa Ricae na Colômbia foram os usosdo solo com o maior carbonototal

a) Valle del Cauca y Quindío, Colômbia; b) Esparza, Costa RicaBR = mata ciliar, PD= pastagens degradadas, PMS =pastagem melhorada sem árvores (Brachiaria), SS= sistema silvipastoril intensivo; BS = Florestasecundária, PFT = plantação florestal deteca, PMB = pastagem melhorada com baixadensidade de árvores, PNA = pastagem natural comalta densidade de árvores, PNS = pastagens naturalsem árvores.

Fonte: Ibrahim, M. et al., 2004

Outros contribuem diretamentena modificação da estrutura dosolo, por meio de suamovimentação pelo perfil(Correia & Andrade, 2008).

SAFs E BIODIVERSIDADE DO SOLO

Nos SAFs alguns grupos deorganismos são responsáveispela predação de outrosinvertebrados

Macrofauna do solo em Sist. Silvipastoris Vs pastagens. San Diego, Cesar-Colômbia.

Fonte: Giraldo et al., 2010

Pastagens sem árvores

CIPAV, 2010

CIPAV, 2010

Sistemas silvipastoris

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Degradação do esterco de gado

12 horas (SSP) 24 horas (SSP) 48 horas (SSP)

72 horas (SSP) 96 horas (SSP)

A fauna edáfica representa uma força motriz na decomposição eciclagem dos nutrientes

Fonte: Giraldo et al; 2010

As propostas SAFs de conservação do solo são principalmente de dois tipos:

� A primeira envolve oestabelecimento de plantas ao longodas linhas de contorno,formando bandas para ancorar eestabilizar a inclinação e fazerbarreiras naturais contra a erosão

Manejo e conservação de solos com SAFs

� A segunda proposta SAF é combinar as árvores com espéciesde raízes densas e superficiais, a fim de reduzir a exportação denutrientes e a perda de solo.

O futebol é importante…

… mas as árvores são ainda mais importantes.

Obrigado