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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

RESPOSTA DE SOJA E MILHO A ALTERAÇÕES NO SOLO PELA

DECOMPOSIÇÃO DE PALHADAS

PRISCILA DE OLIVEIRA

Orientadora: Vladia Correchel

Co-orientador: Tomás de Aquino Portes

Co-orientador: João Kluthcouski

Janeiro, 2009

PRISCILA DE OLIVEIRA

RESPOSTA DE SOJA E MILHO A ALTERAÇÕES NO SOLO PELA

DECOMPOSIÇÃO DE PALHADAS

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia, da Universidade Federal de Goiás, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Agronomia, área de concentração: Produção Vegetal.

Orientadora:

Prof.ª Dr.ª Vladia Correchel

Co-orientadores:

Prof. Dr. Tomás de Aquino Portes

Dr. João Kluthcouski

Goiânia, GO – Brasil

2009

Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

(GPT/BC/UFG)

Oliveira, Priscila de. O482r Resposta de soja e milho a alterações no solo pela decomposição

de palhadas [manuscrito] / Priscila de Oliveira. – 2009. 89 f. : il., figs., tabs.

Orientadora: Profª. Drª. Vladia Correchel. Co-Orientadores: Prof.

Dr. Tomás de Aquino Portes, Dr. João Kluthcouski.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, 2009. .

Bibliografia: f.76-89.

Inclui lista de figuras e tabelas.

1.Sistema Plantio Direto 2. Milho 3. Soja 4. Brachiaria I. Correchel, Vladia II. Portes, Tomás de Aquino III. Kluthcouski, João IV. Universidade Federal de Goiás, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos. V. Título.

CDU: 631.8:633.15:635.34

Permitida a reprodução total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – A autora.

Agradecimentos

Aos Profs. Drs. Vladia Correchel e Tomás de Aquino Portes da Universidade

Federal de Goiás, pela orientação, pelo conhecimento e por serem exemplos de

profissionais capazes e dedicados.

Ao Dr. João Kluthcouski, pela orientação, apoio, tempo e esforço dispensados

para a realização dessa dissertação e, também, pelo conhecimento e qualidade com os

quais transmitiu os fundamentos da agricultura sustentável mas, principalmente, pelo gesto

de orientador amigo.

À Embrapa Arroz e Feijão, pelo suporte técnico e laboratorial.

Aos Professores Doutores Wilson Mozena Leandro, João Batista Duarte e José

Carlos Seraphin pelos ensinamentos tão bem transmitidos.

Ao Dr. Murillo Lobo Júnior, pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão, pelos

ensinamentos e apoio integral.

À equipe de apoio da Embrapa Arroz e Feijão, em nome de Floriano Rezende

da Silva, João Batista Monteiro, Antônio Afonso Ribeiro, Celina Alves Avelino de Moura

e Lucia Helena Cardoso Pelegrini, por serem exemplos de dedicação.

Aos laboratoristas da Embrapa Arroz e Feijão Adilson Francisco da Costa

Vilela, Silvio Domingos de Rezende e Tatiana Maris Ferraresi, pelo relevante apoio

laboratorial.

Aos Doutores Alexandre Bryan Heinemann, pela inestimável ajuda na

elaboração das regressões e Jaison Pereira de Oliveira, pelo valioso apoio estatístico.

Às bibliotecárias da Embrapa Arroz e Feijão Ana Lucia Delalibera de Faria e

Faustina Gonçalves dos Santos, pelo profissionalismo e, principalmente, pelo auxílio

amigo.

A todos os pesquisadores e funcionários da Embrapa Arroz e Feijão, em

especial aos Doutores Homero Aidar, Michel D. T. Thung, Pedro Marques da Silveira,

Tarcisio Cobucci, José Geraldo Di Stefano e Claudio U. Magnabosco, pelos constantes

estímulos.

Ao estagiário Carlos Augusto Corrêa, pelo inestimável apoio nas avaliações, e

à amiga, Renata Silva Brandão, pela constante colaboração e, principalmente, apoio amigo.

Ao servidor da EAEA/UFG, Welinton Mota, pela inestimável colaboração

constante.

Aos colegas de curso, em nome de Janne Louize Souza Santos, Roberta de

Freitas Souza, Paulo César Ribeiro da Cunha e Leandro Pereira Pacheco pela amizade e

constante permuta de valiosas idéias.

Ao Dr. Luís Fernando Stone por ter sido preciosa fonte de experiência, na qual

muito me inspiro.

A todos que, direta ou indiretamente, colaboraram para a realização do curso.

Muito obrigada!

Ao Professor Doutor

Carlos Alexandre Costa Crusciol, pela constante orientação e pelos conselhos

amigos.

Aos irmãos

Evandro de Oliveira. Obrigada por ser um grande exemplo de dedicação e

perseverança e, principalmente, por mostrar que isso nos conduz a grandes conquistas.

Jamil de Oliveira. Obrigada por dividir experiências e mostrar que as mudanças

estão sempre presentes em nossas vidas.

Fernando de Oliveira. Obrigada pelo amor, carinho e pela dedicação a nossa

família.

Obrigada por torcerem por mim e, cada um a sua maneira, mostrarem que nunca

estarei sozinha.

Aos meus pais, com carinho mais que especial

José Ismael de Oliveira, símbolo de trabalho, e Maria Helena Moretti de Oliveira,

exemplo absoluto de dedicação. Agradeço pelos esforços prestados, pela confiança ao

longo desses anos e, principalmente, pelo amor que me mantiveram segura mesmo estando

distante. Certamente não teria tantas conquistas hoje sem os vossos conselhos e carinho.

Com muito carinho, lhes dedico.

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS..........................................................................................................8

LISTA DE FIGURAS.........................................................................................................11

RESUMO ............................................................................................................................12

ABSTRACT ........................................................................................................................13

1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................14

2 REVISÃO DE LITERATURA..............................................................................17

2.1 SISTEMA PLANTIO DIRETO: CONCEITO E PREMISSAS...............................17 2.2 PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO ...........................................................18 2.2.1 Produção de matéria seca e sua decomposição ....................................................18 2.2.2 Benefícios ao sistema agrícola ...............................................................................20 2.3 BIOLOGIA DO SOLO.............................................................................................23 2.3.1 Carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo ......................................25 2.3.2 Respiração basal e quociente metabólico .............................................................28 2.3.3 Atividade enzimática total do solo ........................................................................29 2.4 MICROBIOLOGIA DO SOLO: ALGUNS FUNGOS COM ORIGEM NO

SOLO........................................................................................................................29 2.5 DESEMPENHO DE CULTURAS ANUAIS SOBRE PALHADAS DE

COBERTURA DO SOLO........................................................................................31 2.6 CULTURAS AVALIADAS.....................................................................................33 2.6.1 Cultura do milho.....................................................................................................33 2.6.2 Cultura da soja .......................................................................................................35 2.7 ANÁLISE DE CRESCIMENTO .............................................................................37 3 MATERIAL E MÉTODOS...................................................................................39

3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL ...........................................39 3.2 INSTALAÇÃO E CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO .........................................42 3.3 DECOMPOSIÇÃO DE PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO ....................43 3.4 ANÁLISES DE SOLO .............................................................................................44 3.5 ANÁLISE DE CRESCIMENTO .............................................................................45 3.6 ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS DADOS...............................................................47 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...........................................................................48

4.1 DECOMPOSIÇÃO DAS PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO .................48 4.2 ATIVIDADE ENZIMÁTICA TOTAL DO SOLO..................................................50 4.3 CARBONO E NITROGÊNIO DA BIOMASSA MICROBIANA DO SOLO ........51 4.4 RESPIRAÇÃO BASAL E QUOCIENTE METABÓLICO DO SOLO ..................54

7

4.5 FUNGOS COM ORIGEM NO SOLO.....................................................................55 4.6 PRODUTIVIDADE DE GRÃOS DE MILHO E SOJA E SEUS

COMPONENTES DE PRODUÇÃO EM DIFERENTES PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO........................................................................................59

4.7 ANÁLISE DE CRESCIMENTO DAS CULTURAS DO MILHO E DA SOJA EM DIFERENTES PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO...........................60

4.7.1 Análise de crescimento da cultura do milho ........................................................60 4.7.2 Análise de crescimento da cultura da soja ...........................................................68 5 CONCLUSÕES.......................................................................................................75

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................76

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Estádios fenológicos do milho............................................................................34

Tabela 2 Estádios fenológicos da soja...............................................................................36

Tabela 3 Atributos químicos do solo, na profundidade de 0-10, 10-20 e 20-40 cm

antes da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO, 2007. .........42

Tabela 4 Atributos físicos do solo, na profundidade de 0-10, 10-20 e 20-40 cm antes

da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO, 2007. ..................42

Tabela 5 Resultados da análise granulométrica do solo, na profundidade de 10-20 e

20-40 cm antes da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO,

2007. ...................................................................................................................42

Tabela 6 Taxas de decomposição de três fontes de palhada de cobertura do solo. ...........49

Tabela 7 Valores médios de atividade enzimática total do solo e coeficiente de

hidrólise do diacetato de fluoresceína no solo em função das culturas e das

palhadas de cobertura do solo.............................................................................51

Tabela 8 Valores médios de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo em

função das culturas e das palhadas de cobertura do solo....................................53

Tabela 9 Valores médios de respiração basal e quociente metabólico do solo em

função das culturas e das palhadas de cobertura do solo....................................54

Tabela 10 Valores médios de alguns fungos com origem no solo em função de culturas

e palhadas de cobertura do solo..........................................................................56

Tabela 11 Correlação de Pearson entre atributos biológicos do solo e alguns fungos

com origem no solo submetido a rotações de culturas com as espécies

soja, milho, Brachiaria brizantha, milheto e feijão. ..........................................58

Tabela 12 Valores médios de estande de plantas e produtividade de grãos de milho em

três palhadas de cobertura do solo......................................................................59

Tabela 13 Valores médios de componentes de produção e produtividade de grãos de

soja em três palhadas de cobertura do solo.........................................................59

Tabela 14 Taxa de crescimento instantânea de plantas inteiras de milho cultivado sobre

palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior

valor dessa taxa (DAE).......................................................................................62

9

Tabela 15 Taxa de crescimento instantânea de folhas de milho cultivado sobre



Tabela 16 Taxa de crescimento instantânea de colmos de milho cultivado sobre



Tabela 17 Taxa de crescimento instantânea de espigas de milho cultivado sobre



Tabela 18 Taxa de crescimento do índice de área foliar de milho cultivado sobre

palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de seu maior

valor (DAE). .......................................................................................................67

Tabela 19 Coeficientes estimados de massa de matéria seca total, de folhas, colmos e

espigas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto

e feijão. ...............................................................................................................67

Tabela 20 Coeficientes estimados de índice de área foliar de milho cultivado sobre

palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão. ..........................................68

Tabela 21 Taxa de crescimento instantânea de plantas inteiras de soja cultivada sobre



Tabela 22 Taxa de crescimento instantânea de folhas de soja cultivada sobre palhadas

de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa

taxa (DAE)..........................................................................................................70

Tabela 23 Taxa de crescimento instantânea de hastes de soja cultivada sobre palhadas


taxa (DAE)..........................................................................................................71

Tabela 24 Taxa de crescimento instantânea de vagens de soja cultivada sobre palhadas


taxa (DAE)..........................................................................................................72

Tabela 25 Taxa de crescimento do índice de área foliar de soja cultivada sobre

palhadas de Brachiaria brizantha milheto e feijão e seu momento de maior

valor (DAE). .......................................................................................................73

10

Tabela 26 Coeficientes estimados de massa de matéria seca total, de folhas, hastes e

vagens de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e

feijão. ..................................................................................................................74

Tabela 27 Coeficientes estimados de índice de área foliar de soja cultivada sobre

palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão. ..........................................74

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Ciclagem de nutrientes na matéria orgânica das substâncias húmicas no solo

Fonte: Siqueira (1994). .......................................................................................25

Figura 2 Procedimento experimental para a estimativa do carbono da biomassa

microbiana do solo pelo método da fumigação-incubação. Fonte: Feigl et al.

(1998). ................................................................................................................27

Figura 3 Precipitação, temperatura máxima, mínima e média de novembro de 2007 a

abril de 2008. ......................................................................................................41

Figura 4 Decomposição de palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão. .............48

Figura 5 Curva de crescimento de plantas inteiras de milho cultivado sobre palhadas

de Brachiaria brizantha, milheto e feijão. .........................................................61

Figura 6 Curva de crescimento de folhas de milho cultivado sobre palhadas de

Brachiaria brizantha, milheto e feijão. ..............................................................62

Figura 7 Curva de crescimento de colmos de milho cultivado sobre palhadas de


Figura 8 Curva de crescimento de espigas de milho cultivado sobre palhadas de


Figura 9 Índice de área foliar de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria

brizantha, milheto e feijão..................................................................................66

Figura 10 Curva de crescimento de plantas inteiras de soja cultivada sobre palhadas de


Figura 11 Curva de crescimento de folhas de soja cultivada sobre palhadas de


Figura 12 Curva de crescimento de hastes de soja cultivada sobre palhadas de


Figura 13 Curva de crescimento de vagens de soja cultivada sobre palhadas de


Figura 14 Índice de área foliar de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria

brizantha, milheto e feijão..................................................................................73

RESUMO

OLIVEIRA, P. de. Resposta de soja e milho a alterações do solo pela decomposição de palhadas. 2009. 89 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia: Produção Vegetal) – Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 20091.

O objetivo foi avaliar o crescimento de milho e soja sobre três palhadas de

cobertura do solo, sendo elas Brachiaria brizantha, milheto e feijão, considerando seus

respectivos impactos na biologia do solo. Determinou-se suas produtividades de grãos e

alguns parâmetros do solo, como carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, além da

atividade enzimática total do solo e os fungos de origem no solo: Fusarium solani, F.

oxysporum, Trichoderma ssp. e Rhizoctonia solani. O experimento foi conduzido sob

regime de chuvas, no verão do ano agrícola 2007/2008, na Embrapa Arroz e Feijão,

localizada em Santo Antônio de Goiás, GO, a 16º28'00" S e 49º17'00" W, e 823 m de

altitude. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com quatro

repetições. Os resultados foram: (a) as palhadas de cobertura do solo avaliadas apresentam

taxas de decomposição semelhantes, sendo o diferencial a produção de matéria seca por

área, na qual a Brachiaria foi superior; (b) as espécies leguminosas, como soja e feijão,

propiciaram ambiente com maior quociente metabólico e mais propício ao

desenvolvimento de Fusarium solani e Rhizoctonia solani; (c) a B. brizantha como

precedente cultural promove diminuição da população dos fitopatógenos F. solani e F.

oxysporum e o aumento da população do antagonista Trichoderma spp.; (d) as

produtividades de milho não diferiram quanto às palhadas de cobertura do solo enquanto

que a produtividade de soja foi menor sobre palhada de B. brizantha e (e) as curvas de

acúmulo de massa de matéria seca de milho e soja são coerentes com os resultados de

produtividade.

Palavras-chave: Sistema Plantio Direto, palhada de cobertura do solo, Brachiaria, Zea

mays e Glicine max.

1 Orientadora: Prof.ª Dr.ª Vladia Correchel, EA/UFG. Co-orientadores: Prof. Dr. Tomás de Aquino Portes, EAEA/UFG, e Dr. João Kluthcouski, Embrapa Arroz e Feijão.

ABSTRACT

OLIVEIRA, P. de. Soybean and corn response to changes in the soil caused by decomposition of straws. 2009. 89 f. Dissertation (Master in Agronomy: Crop Science) – Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 20091.

The objective was to evaluate the growth of corn and soybeans on three straws

of soil cover crops, which were Brachiaria brizantha, millet and common beans. It was

also evalueted their yields and some soil parameters, such as carbon and nitrogen of

microbial biomass, in addition to the total enzymatic activity of soil and some soil fungi as

Fusarium solani, F. oxysporum, Trichoderma ssp. and Rhizoctonia solani. The experiment

was conducted in the summer season of 2007/2008, at Embrapa Rice and Beans, located in

Santo Antônio de Goiás, GO, at 16 28'00 "S and 49 º 17'00" W, and 823 m of altitude. The

experimental design was a randomized complete block with four replications. The results

have shown that (a) the straws of soil cover crops evaluated have similar rates of

decomposition, but they differed in the production of dry matter per area, in which

Brachiaria was higher (b) the legumes species such as soybean and common beans,

provide a more stressful environment for microbial soil; (c) Brachiaria as a precedent

promotes a decline in population of the F. solani and F. oxysporum and an increasing

population of the antagonist Trichoderma spp., (d) the yield of corn did not differ on the

straws while the yield of soybean was lower on B. brizantha straw and (e) the curves of

accumulation of dry matter of corn and soybeans are consistent with the results of

productivity.

Key words: No-tillage system, straw, Brachiaria, Zea mays and Glicine max.

1 Orientadora: Prof.ª Dr.ª Vladia Correchel, EA/UFG. Co-orientadores: Prof. Dr. Tomás de Aquino Portes, EAEA/UFG, e Dr. João Kluthcouski, Embrapa Arroz e Feijão.

1 INTRODUÇÃO

Estudos recentes sobre o ecossistema, produtos, serviços, sustentabilidade e

vulnerabilidade resultaram numa grande ênfase na relação dinâmica entre as sociedades

humanas e seus ecossistemas, em escalas locais (Lambin et al., 2003). É de interesse

mundial a conservação e preservação dos ecossistemas, e as áreas exploradas pela

agropecuária são as mais preocupantes nesse contexto.

Em ecossistemas utilizados para a produção agrícola, a entrada de resíduos de

plantas, seja acima ou abaixo do solo, constitui a principal fonte de energia e matéria para

uma comunidade extraordinariamente diversa de organismos de solo, ligados por

interações complexas. Em termos de diversidade biológica da biomassa, o maior número

de espécies de organismos de solo está envolvido na decomposição da matéria orgânica

(MO), especificamente o grande grupo de bactérias e fungos (Hättenschwiler et al., 2005).

Estudos passados mediram a produção de biomassa vegetal encontrada acima

do solo como uma variável do funcionamento do ecossistema e sua dependência na riqueza

de espécies vegetais, e mostraram que, em ecossistemas vegetados, a produtividade

primária está possivelmente relacionada com a diversidade de espécies vegetais. Porém,

muito pouco se conhece acerca de como a biodiversidade afeta outros processos

fundamentais no ecossistema como, por exemplo, a decomposição e a ciclagem de

nutrientes (Hättenschwiler et al., 2005). Nesse sentido, comunidades microbianas podem

fornecer informações úteis tanto para estudos ambientais básicos ou aplicados (Pankhurst

et al., 1995). Manter a biomassa microbiana do solo, a diversidade e a atividade da

microflora é fundamental para um manejo sustentável da agricultura (Insam, 2001).

No Brasil as áreas de Cerrado compreendem mais de dois milhões de km2, dos

quais cerca de 18 milhões de hectares (ha) são explorados por agricultura (Klink &

Machado, 2005). Essas áreas representam importante papel na concentração e balanço de

quase todos sistemas biológicos. Se essas áreas dos Cerrados forem usadas

inapropriadamente poderão ocorrer mudanças profundas no ecossistema.

15

A partir dos anos 60, iniciou-se um extenso processo de ocupação em várias

regiões dos Cerrados que envolveram agricultura intensiva, pastagens e reflorestamentos

(Valpassos et al., 2001). Nesse período, os solos, notadamente os mais representativos –

Latossolos e Areias Quartzozas, eram ácidos e considerados inférteis (Lopes, 1983).

Porém, com a prática de calagem e adubação e a adaptação da cultura da soja para

condições tropicais, tornaram-se altamente produtivos.

A partir da década de 80, nos municípios de Rio Verde, Santa Helena de Goiás

e Morrinhos, em Goiás, iniciou-se uma outra prática de manejo do solo, o Sistema Plantio

Direto (SPD), que consagraria essas áreas como regiões altamente produtoras (Landers,

1994).

O SPD pode ser tratado como um complexo de práticas, produtos e serviços,

que preconiza: o mínimo revolvimento do solo, ou seja, mobilização do solo

exclusivamente na linha de semeadura; a cobertura do solo pela presença de palhadas e da

rotação de culturas (Denardim & Kochhann, 1993). As principais conseqüências dessas

práticas são: o controle da erosão, o maior aproveitamento do tempo nas operações

agrícolas e o aumento da MO do solo. Por esses motivos, o SPD ocupa uma área de

aproximadamente 95 milhões de hectares (ha) no mundo. Destes, cerca de 20 milhões de

ha estão presentes no Brasil (FEBRAPDP, 2008).

À medida que se decompõem, as palhadas de cobertura representam fonte de

MO para o solo, melhorando não só sua fertilidade como também sua estrutura. A

transformação dos resíduos vegetais em MO permite que alguns nutrientes sejam mantidos

no solo. Com a posterior decomposição microbiológica da MO, ocorre liberação de

nutrientes que podem ser absorvidos pelas culturas sucessoras (Padovan, 2006).

Nesse sentido, a presença de palhadas de cobertura no solo proporciona um

melhor ambiente para as plantas se desenvolverem. Entre as fontes de palhadas de

cobertura do solo, as espécies do gênero Brachiaria vêm ganhando destaque nos setores

produtivo e científico. Essas espécies podem ser introduzidas no sistema de produção

através de modalidades de Integração Lavoura-Pecuária (ILP), como o Sistema Barreirão,

em condições de solo degradados, ou, pelo Sistema Santa Fé, em áreas corrigidas

(Kluthcouski et al., 2003).

O gênero Brachiaria se caracteriza por produzir grande quantidade de massa

seca e, ao mesmo tempo, desenvolver um sistema radicular agressivo, o que confere

grandes benefícios ao solo. A biomassa aérea dessecada, ou seja, a palhada, protege o solo

16

contra o impacto das gotas de chuva, evitando perdas de solo e nutrientes por erosão,

possibilitando, também, diminuição da temperatura do solo, maior infiltração de água e

menor perda de água por evaporação. O sistema radicular, por sua vez, descompacta e

estrutura o solo, fornecendo condições para uma maior infiltração de água e ar (Broch,

2001).

Assim, espera-se que a produtividade de milho e soja sejam superiores na

palhada de Brachiaria brizantha, em comparação às palhadas de milheto e feijão. Além

disso, espera-se que as rotações de cultura envolvendo B. brizantha sejam supressivas a

alguns patógenos com origem no solo e propicie ambiente edáfico mais próximo do

equilíbrio, em termos microbiológicos.

O desempenho das culturas graníferas (soja e milho) sobre palhadas de

cobertura do solo, incluindo uma espécie de Brachiaria, bem como a influência dessas

coberturas na biologia e em alguns fungos de solo, buscando responder possíveis

diferenças de produtividades são os objetivos do presente estudo.

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 SISTEMA PLANTIO DIRETO: CONCEITO E PREMISSAS

Define-se sistema agrícola como um conjunto ordenado de ações, processos e

mecanismos na busca de um resultado. Aplicando este conceito a um sistema produtivo

agropecuário percebe-se que a sua composição envolve três fatores básicos: o ambiente, a

planta e o solo, que atuam de forma ordenada para a geração de um produto (Denardin &

Kochhann, 1993).

O Sistema Plantio Direto (SPD) surgiu na década de 30 na Estação

Experimental de Rothamsted, na Inglaterra, tornando-se um processo agrícola com o

advento dos herbicidas Paraquat e Diquat em 1956. No Brasil, teve início em zonas

coloniais na década de 70 no Centro Sul do Paraná (Correa & Cruz, 1987).

Nos Cerrados, o SPD provavelmente iniciou-se no final da década de 70 e

início de 80 através da migração de produtores que adotavam tal tecnologia na região Sul

do país. O motivo para a adoção mais tardia nessa região deve estar ligado ao fato de a

exploração racional de solos sob Cerrados ter iniciado na década de 70. O enfoque das

primeiras pesquisas sobre SPD nos Cerrados, como prática de controle da erosão, foram

iniciados em 1976, em Planaltina, DF, pelo CPAC-EMBRAPA em 1978 e na EMGOPA

em 1975/76 (Emgopa, 1977).

O princípio básico do SPD é o de menor intervenção no solo, mantendo-o mais

protegido possível ao longo do ano (Saturnino, 2001). Segundo Amaral (2001), o SPD

iniciou-se com o objetivo de conservar o solo e controlar a erosão e, atualmente, representa

muito mais que um método de conservação. O SPD tem contribuído na busca de uma

agricultura sustentável, que mantém altas produções, sem degradar o solo e o ambiente.

Além disso, o autor destaca que a amplitude do conceito de SPD implica em seqüências e

rotações de culturas, com suas complementaridades e sinergismos, para reciclagem de

nutrientes e formação de palhada de cobertura, abandonando-se as práticas de arações e

18

gradagens, semeando-se e adubando-se com o mínimo possível de revolvimento no solo e

na palhada de cobertura.

Além disso, a cobertura do solo tem um papel fundamental na diminuição da

intensidade da radiação solar incidente sobre o solo, causando uma queda na sua

temperatura. Em solos protegidos por cobertura vegetal, as amplitudes de variação térmica,

se traduzem por menor evaporação e uso mais eficiente dos nutrientes disponíveis pelas

culturas sucessoras (Muzilli, 1986).

2.2 PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO

2.2.1 Produção de matéria seca e sua decomposição

A escolha das plantas de cobertura deve considerar sua adaptação à região e

habilidade em crescer num ambiente mais favorável, uma vez que as culturas comerciais

são estabelecidas nas épocas mais propícias, levando-se em consideração a produção de

fitomassa, a disponibilidade de sementes, as condições do solo, rusticidade quanto à

tolerância ao déficit hídrico, a possibilidade de utilização comercial e o potencial dessas

plantas serem hospedeiras de pragas e doenças (Alvarenga et al., 2001). De forma

complementar, Pettineli Neto et al. (2003), indicam que essas palhadas para cobertura

devam apresentar uma alta capacidade em extrair nutrientes do solo e uma lenta

decomposição.

A formação de uma boa palhada para cobertura da superfície do solo é a etapa

mais importante para se obter a máxima eficiência do SPD, já que, em condições tropicais,

outros fatores interferem tanto na obtenção como na longevidade da cobertura morta.

Temperaturas elevadas associadas à adequada umidade promovem a rápida decomposição

dos resíduos vegetais incorporados ou não ao solo. Nas regiões tropicais a mineralização

da MO chega a ser cinco vezes mais rápida do que a observada em regiões temperadas

(Sanchez & Logan, 1992).

Em relação ao tipo de planta, as gramíneas formam uma palhada mais

duradoura na superfície do solo, e com seu sistema radicular agressivo exploram um amplo

perfil de solo, extraindo e reciclando grandes quantidades de nutrientes não absorvidos

pelas culturas anuais cultivadas no verão (Altmann, 2001). Por outro lado, as leguminosas

desempenham um papel fundamental como fornecedoras de nutrientes quando o SPD já

19

está estabilizado. O uso de leguminosas tem a vantagem de reciclar e liberar nutrientes

para as culturas sucessoras, devido à rápida decomposição dos resíduos, nos primeiros

trinta dias após o manejo (Primavesi, 1988).

É importante destacar que as espécies gramíneas também são fornecedoras de

nutrientes para as culturas sucessoras, porém, a médio e longo prazo, especialmente na

camada superficial. São exemplos os aumentos dos teores de fósforo e potássio nas

camadas superficiais do solo conduzidos sob SPD, sendo que quantidades de nitrogênio

(N) liberadas aumentam depois de vários anos (Zotarelli, 2005). Resultados semelhantes

foram obtidos por Floss (2000), com palhadas de gramíneas, tendo sido observado

significativo aumento dos teores de fósforo e potássio nas camadas superficiais do solo

conduzidos sob SPD. As quantidades de N liberadas nestes solos aumentam depois de

vários anos.

Na decomposição dos resíduos, existem duas fases. Na primeira ocorre uma

rápida decomposição de materiais como carboidratos simples, amidos, açúcares e

proteínas, enquanto que na segunda, a decomposição é mais lenta, devido à presença de

materiais mais resistentes, tais como celuloses, gorduras, ceras, taninos e lignina (Wieder

& Lang, 1982). Durante a decomposição ocorrem variações da relação carbono:nitrogênio

(C/N) das coberturas mortas. Essa diferença de comportamento é atribuída à facilidade dos

microorganismos em digerir glicídios e a dificuldade de decomporem a lignina e outros

compostos complexos (Almeida et al., 1985).

A relação C/N do material orgânico indica os resultados dos processos de

mineralização e imobilização, ou seja, materiais com baixa relação C/N, em torno de 15 a

20 (resíduos de soja, feijão e tremoço), permitem decomposição mais rápida quando

comparado a resíduos de relação C/N > 30 (resíduos de aveia, milho e sorgo). Nesse

sentido, o cultivo de uma espécie sobre os resíduos com alta relação C/N acarretará em

consumo de N proveniente do solo pela biomassa microbiana reduzindo a disponibilidade

de N para a cultura. O desenvolvimento da população microbiana é estimulado até que a

disponibilidade de carbono lábil (facilmente oxidável) se reduza e o sistema em

decomposição atinja relação C/N < 25 (Zotarelli, 2005). Assim, a velocidade de

decomposição varia inversamente com o conteúdo lignina e com a relação C/N dos

resíduos, isto é, quanto mais altos, mais lenta é a decomposição (Aulakh et al., 1991; Mary

et al., 1996; Floss, 2000).

20

Os restos culturais produzidos pelas diversas culturas anuais exploradas no

bioma Cerrado, como a soja, milho, sorgo, arroz, feijão ou das plantas daninhas,

dificilmente atingem quantidade e longevidade suficientes para assegurar a proteção plena

da superfície do solo e, por conseguinte, garantir a máxima eficiência do SPD, uma vez

que estudos revelam que para o solo estar bem protegido são necessárias cerca de 7 t ha-1

de matéria seca (Lopes et al., 1987). De acordo com os autores, 1, 2 e 4 t ha-1 de matéria

seca de resíduo vegetal cobrem cerca de 20%, 40% e 60-70% da superfície do solo,

respectivamente. Para os Cerrados do Médio Norte do Estado do Mato Grosso, Seguy et al.

(1992) relataram que, no período de 90 dias após a primeira chuva, as massas das palhadas

de milho, arroz e soja foram reduzidas em 63%, 65% e 86%, respectivamente, de sua

massa inicial e, nesta mesma ordem e período, resultaram em cobertura do solo de 30%,

38% e 7%.

Nos Cerrados, o cultivo do milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) para a

formação de cobertura morta, principalmente na agricultura dependente de chuvas, foi

fator preponderante para a introdução/adoção do SPD. Trata-se de uma planta anual,

originária das savanas africanas, com crescimento cespitoso e ereto, e ciclo de 130 dias. É

uma cultura de verão, que quando semeada de outubro e novembro podem atingir até 15 t

ha-1 de matéria seca, mas limitar-se à cerca de 5 t ha-1 na safrinha (Salton & Kichel, 1998).

Ao avaliarem a taxa de decomposição da palha de milheto, Pelá et al. (1999) encontraram

que cerca de 44% da palhada se decompôs em 73 dias, pouco menos que as palhadas das

leguminosas Mucuna niveum, Crotalaria juncea, Crotalaria paulinea e Cajanus cajan,

cuja taxa de decomposição ficou entre 49% e 53%, neste período.

Ademais, diversos estudos explicam que a velocidade de decomposição dos

resíduos culturais é que vai determinar o tempo de permanência da cobertura morta na

superfície do solo. Quanto mais rápida for a sua decomposição, maior a velocidade de

liberação dos nutrientes, diminuindo, entretanto, a proteção do solo.

2.2.2 Benefícios ao sistema agrícola

As espécies de Brachiaria são amplamente adaptadas e disseminadas nos

Cerrados, e ocupam 85% da área com pastagem (Roos, 2001). Seu uso como cobertura

morta foi inicialmente registrado por Broch et al. (1997).

21

Em relação aos benefícios da Brachiaria como palhada de cobertura e

precendente cultural, observam-se o aumento da MO do solo (Barber & Navarro, 1994);

melhorias na porosidade, na massa específica e nos agregados maiores que 2 mm do solo

(Balbino et al., 2003); maior enraizamento da cultura anual sucessora (Salton, 1999);

diminuição da incidência de fungos com origem no solo (Costa & Rava, 2003) e

diminuição de plantas daninhas anuais (Cobucci et al., 2001). Além disso, estudos revelam

maiores produtividades de grãos de soja e feijão comum em cultivos sucessivos a espécies

de Brachiaria, quando comparadas a outras fontes de cobertura do solo (Kluthcouski &

Stone, 2003).

Aidar et al. (2000), ao estudarem cinco diferentes fontes de resíduos para

cobertura morta na região do Brasil Central observaram que dentre as principais culturas

anuais, no que se refere à quantidade, apenas os restos culturais do milho foram suficientes

para a formação de cobertura morta para a proteção adequada da superfície do solo. Nesse

mesmo estudo, verificaram que a palhada de Brachiaria brizantha cv Marandú, associada

aos restos culturais do milho ultrapassaram 17 t ha-1 de matéria seca, mantendo a proteção

plena da superfície do solo por mais de 107 dias. O cultivo de inverno do feijoeiro sobre

diversas fontes de palhada no período de maio a setembro promoveu a redução da

biomassa, que variou de 60% (palhada de soja) a 30% (palhada de arroz).

Resultados semelhantes foram obtidos com B. humidicola, em que Rezende et

al. (1999) registraram reduções da biomassa de aproximadamente 60% no período de 112

dias, na estação mais chuvosa, e em cerca de 50%, no período de 140 dias, na estação

menos chuvosa. Oliveira (2001) também observou maior produção de matéria seca e

persistência da palhada de Brachiaria, obtida em consórcio com milho, seguido do sorgo,

Brachiaria solteira, plantas daninhas, arroz e soja, avaliadas por ocasião da floração do

feijoeiro.

Teixeira Neto (2002) avaliou a longevidade de espécies vegetais de cobertura

do solo, incluindo entre essas a do gênero Brachiaria, obtida pelo Sistema Santa Fé. Em

relação à longevidade, verificou que o menor percentual de decomposição foi da palhada

resultante do consórcio milho+Brachiaria (53% de redução), seguido da Brachiaria

solteira (61%), arroz+Brachiaria (64%), milho solteiro (66%) e arroz solteiro (85%). A

taxa média mensal de decomposição, no período de 120 dias, nos ensaios envolvendo a

cultura do arroz, foi de: 2,8 t ha-1, ou 11%, no tratamento Brachiaria solteira; 2,6 t ha-1, ou

13%, no tratamento arroz+Brachiaria; e 2,2 t ha-1, ou 17 %, no tratamento arroz solteiro.

22

Em estudo realizado na recuperação de solos degradados na Bolívia, com

problemas de compactação de subsolo, Barber & Navarro (1994), comparando três

gramíneas (Panicum maximum cvs. Tobiatã e Centenário, e Brachiaria brizantha), nove

leguminosas e duas coberturas de inverno, observaram que as gramíneas foram mais

eficientes em aumentar o conteúdo de MO do solo e, juntamente com Arachis hypogea e

Cajanus cajan, em recuperar a estrutura do subsolo.

Ao analisar os benefícios de coberturas em atributos do solo, Nolla (1983)

verificou, em um Latossolo Roxo distrófico, que a estabilidade em água de agregados do

solo em áreas com seis anos de pastagens cultivadas de gramíneas, implantadas em áreas

de cultivo tradicional de trigo, soja e milho, não diferiu da área de pastagem com

gramíneas nativas. De acordo com os autores, isso indica que ocorreu regeneração da

estrutura do solo degradado pelo cultivo contínuo de culturas anuais.

Com o mesmo intuito, Balbino et al. (2003) realizaram estudos em um

Latossolo Vermelho distrófico, comparando diversos ecossistemas (mata nativa, pastagem

de B. brizantha, milho consorciado com Brachiaria e milho solteiro) mostraram que as

áreas sob Brachiaria consorciada ou solteira foram as que mais se aproximaram da área

sob mata, em relação às propriedades físicas do solo. A porcentagem de agregados maiores

que 2 mm e o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMPA) na camada de 0-20 cm

foi maior no solo sob mata, seguido do solo sob milho consorciado com Brachiaria. No

solo sob mata, a massa específica do solo foi menor, enquanto a macroporosidade foi

maior. Os solos sob pastagem consorciada ou solteira apresentaram, na camada superficial,

menores valores de massa específica do solo, e maiores, de macroporosidade, em relação

ao milho solteiro.

Segundo Silva & Mielniczuk (1997), os efeitos benéficos das gramíneas

perenes na formação e estabilização dos agregados do solo são devidos à alta densidade de

raízes. Essas promovem a aproximação das partículas pela constante absorção de água do

perfil do solo, às periódicas renovações do sistema radicular e à uniforme distribuição dos

exsudatos no solo, que estimulam a atividade microbiana, cujos subprodutos atuam na

formação e estabilização dos agregados.

Nesse contexto, Tisdall & Oades (1979) sugerem que o aumento da

estabilidade de agregados, devido à ação de gramíneas, se deve à liberação de

polissacarídeos por hifas de micorrizas associadas. Kanno et al. (1999) ao compararem

cinco gramíneas (Brachiaria decumbens cv. Basilisk, B. brizantha cv. Marandu, Panicum

23

maximum cv. Tanzânia, P. maximum cv. Tobiatã e Andropogus gayanus cv. Baeti)

concluíram que a Brachiaria brizantha foi a melhor opção a ser introduzida na rotação

cultura-pastagem para melhorar a qualidade do solo, em termos de quantidade e

distribuição da biomassa radicular.

Em estudo realizado no município de Unaí, MG, Stone et al. (2005) verificaram

os benefícios da Brachiaria como precedente cultural no cultivo do feijoeiro. Destacaram-

se o aumento na disponibilidade da maioria dos nutrientes avaliados, principalmente até os

primeiros 20 cm de profundidade do solo e dos teores de matéria orgânica, até os 40 cm de

profundidade. Além disso, os resultados dos atributos físicos analisados mostraram que a

densidade do solo, a porosidade total e a macroporosidade do solo na área de Brachiaria

tenderam claramente a apresentar valores inferiores, superiores e superiores,

respectivamente, em relação à área antecessora com feijão refletindo, assim, o maior teor

de matéria orgânica e a maior eficiência desta gramínea na estruturação do solo. De acordo

com os autores, essa melhor estruturação do solo está relacionada com a maior quantidade

de biomassa seca residual depositada na superfície do solo, bem como pelo maior vigor do

sistema radicular dessa gramínea. Além disso, tanto a proteção da superfície do solo

quanto a decomposição dos resíduos orgânicos das raízes e da palhada de cobertura

contribuem para a melhor estruturação do solo.

2.3 BIOLOGIA DO SOLO

A energia captada da luz solar via fotossíntese é transferida para o solo, via

resíduos orgânicos. Esses, por sua vez, são transformados, devolvendo o CO2 para a

atmosfera e reciclando os elementos minerais, essenciais para as plantas e animais. Os

principais mecanismos e processos biológicos importantes para o ciclo dos elementos no

solo são: fotossíntese, decomposição e mineralização, para o carbono e amonificação,

imobilização, nitrificação e desnitrificação para o nitrogênio, entre outros (Siqueira, 1994).

Grande parte do N do solo é derivado de organismos mortos que estão sob a

forma de materiais orgânicos complexos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucléicos e

nucleotídeos. Essas substâncias nitrogenadas são normalmente quebradas rapidamente em

compostos simples, por bactérias saprófitas do solo e vários fungos. O nitrogênio resultante

é então incorporado em aminoácidos e proteínas por esses microrganismos e o excesso é

24

liberado na forma de íons amônio (NH4+), pelo processo de amonificação (Raven, 2001). O

amônio, por sua vez, pode ser naturalmente convertido em amônia (NH3) no solo.

Nesse sentido, as atividades biológicas do solo são influenciadas pelas

palhadas, onde a concentração de microrganismos na rizosfera é mais alta nas plantas de

cobertura do que a média do solo, principalmente, devido às substâncias liberadas pelas

raízes e pela própria decomposição (Duda et al., 2003).

Segundo Mercante (2001), a quantidade e a qualidade dos resíduos vegetais nos

sistemas produtivos provocam alterações na composição da comunidade microbiana,

influenciando sua taxa de decomposição. Nesse sentido, os sistemas de manejo de solo e as

fontes de palhadas de cobertura atuam diretamente na persistência dos resíduos no solo, no

tamanho da biomassa microbiana e, conseqüentemente, na sustentabilidade dos

agroecossistemas.

A MO nos solos é constituída de duas frações distintas: uma, os restos vegetais

e animais em diferentes estados de decomposição e outra, o húmus, que é o produto desses

restos após decomposição biológica. O húmus apresenta-se numa forma relativamente

resistente a novos ataques microbianos, sendo a fração ativa e importante no que diz

respeito à fertilidade do solo (Mello, 1989). Trata-se de um material amorfo, sem unidade

química definida.

Por se tratar de um substrato rico e dinâmico, a MO favorece o

desenvolvimento da microbiota do solo. O manejo do solo influencia os microrganismos

presentes no solo que modificam quantitativa e qualitativamente os resíduos vegetais aos

quais são incorporados, além de atuarem na distribuição espacial da MO recém formada e,

ainda, na disponibilidade de nutrientes (Kandeler et al., 1999).

A MO pode ser dividida em parte viva e parte morta. A biomassa microbiana,

também denominada biologia do solo é considerada a parte viva da MO. Além de controlar

a decomposição e o acúmulo de MO no solo, a biomassa microbiana representa, ainda,

uma reserva considerável de nutrientes, os quais são continuamente desviados para os

ciclos de crescimento dos diferentes organismos que compõem o ecossistema (Tótola &

Chaer, 2002). Dessa forma, solos com altos teores de biomassa microbiana são capazes de

estocar mais nutrientes.

Em diversos sistemas de rotação, sucessão e consórcio de culturas foi

observado que a presença de leguminosas aumenta a biomassa microbiana e a

biodiversidade (Siqueira, 1994). Com a redução da MO, que serve como fonte de

25

alimentos e micro-habitats dos microrganismos, e com maiores variações na temperatura e

na umidade do solo, ocorre um decréscimo da população microbiana em geral (Hungria et

al., 1994).

A velocidade com que um resíduo é decomposto no solo depende da sua

constituição química e das condições ambientais. As transformações da MO são mostradas

na Figura 1.

Figura 1. Ciclagem de nutrientes na matéria orgânica das substâncias húmicas no solo Fonte: Siqueira (1994).

Dessa forma, o estudo da comunidade microbiana pode fornecer informações

importantes tanto para estudos básicos quanto aplicados na área de eventos ambientais

(Pankhurst et al., 1995). Outro fator que permite vislumbrar a decomposição da MO no

solo e o equilíbrio ecológico é a atividade enzimática, que está associada à presença de

células ativas, de origem animal, vegetal e microbiana (Burns, 1982). De acordo com

Doran & Parkin (1996), as propriedades biológicas e bioquímicas do solo, como a

atividade enzimática, a taxa de respiração, a diversidade e a biomassa microbiana, são

indicadores sensíveis que podem ser utilizados no monitoramento de alterações ambientais

decorrentes do uso agrícola, sendo ferramentas para orientar o planejamento e a avaliação

das práticas de manejo utilizadas.

2.3.1 Carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo

O conjunto de bactérias, actinomicetos, fungos, algas e toda a microfauna

26

existente no solo, perfazendo um volume menor que 5.103 µm3, denomina-se biomassa

microbiana do solo (BM) e representa um importante compartimento de armazenamento de

carbono e nutrientes no solo de agroecossistemas (Jenkinson & Ladd, 1981), pois perfaz,

em média, 2 a 5% do carbono (C) orgânico e 1 a 5% do nitrogênio (N) total do solo

(Jenkinson & Ladd, 1981).

A BM representa o destino inicial do C em transformação no solo sendo

influenciada por fatores que afetam a densidade e a atividade dos organismos do solo,

como a disponibilidade de C, N, P, S, umidade, aeração, pH, tipo de argila e textura

(Moreira & Siqueira, 2002). A mineralização de N mediada por microrganismos pode

prover em torno de 50% das necessidades de N das plantas anualmente, enquanto o fluxo

de N através da BM pode ser duas a quatro vezes superior aos teores absorvidos pelas

plantas (Moreira & Siqueira, 2002). Conseqüentemente, solos com alto conteúdo de

biomassa microbiana são capazes não somente de estocar mais nutrientes, mas também de

ciclá-los dentro do sistema.

Além disso, de acordo com Sparling (1994) a BM pode funcionar como um

indicador de sustentabilidade da área agricultável. Vários trabalhos na literatura

demonstram que a BM é um indicador sensível às mudanças ocorridas no solo em função

do estabelecimento de diferentes sistemas de produção (uso de fertilizantes, persistência e

degradabilidade de agrotóxicos) (Anderson & Domsch, 1990; Carter, 1991), de mudanças

climáticas (Insam, 2001), de sistemas de cultivo e de níveis de degradação do solo (Carter,

1991) e de rotações de culturas (Campbell et al., 1991). Nesse caso, os microrganismos

imobilizam temporariamente C, N, P, K, Ca, Mg, S e micronutrientes, que serão liberados

após sua morte e decomposição e disponibilizados às plantas.

Valores obtidos para biomassa variam muito com o tipo de solo, vegetação e

clima. Em solos da Amazônia foram encontrados valores de 765 a 1.287 mg C kg-1 de solo

(Feigl et al., 1995), ou 3% a 4% do carbono orgânico desses solos. Nos solos dos Cerrados,

sob diferentes sistemas agrícolas, os valores de carbono da biomassa microbiana (CBM)

raramente excedem a 400 mg C kg-1 de solo (Matsuoka et al., 2003).

Dentre os métodos bioquímicos de quantificação do C da biomassa microbiana

destaca-se o método de fumigação-incubação proposto por Jenkinson & Powlson (1976),

que permite também a obtenção da taxa de respiração basal do solo (RBS) ou carbono

prontamente mineralizável. Essa análise constitui em destruir a membrana celular dos

microrganismos com clorofórmio, seguido de extração por uma solução de sulfato de

27

potássio. De maneira geral, pode-se dizer que quanto maiores os teores de CBM, maior

será a reserva de carbono ativo no solo, o que implicará em maior potencial de

decomposição da matéria orgânica do solo (Mercante, 2001). Outra método para

determinação do C da biomassa é o proposto por Vance et al. (1987), chamado fumigação-

extração (Figura 2). Em ambos métodos, é possível obter o extrato para a determinação do

nitrogênio da biomassa microbiana, de acordo com Brookes et al. (1985).

Figura 2. Procedimento experimental para a estimativa do carbono da biomassa microbiana do solo pelo método da fumigação-incubação. Fonte: Feigl et al. (1998).

Perez et al. (2005) observaram que em área de mata nativa (80,21 mg N kg-1) há

maior conteúdo de nitrogênio microbiano, quando comparado com sistemas de manejo de

solo com uma gradagem (42,84 mg N kg-1), com uma subsolagem e duas gradagens (39,66

mg N kg-1) e com SPD (40,26 mg N kg-1). Isto evidencia que em áreas não perturbadas,

com manutenção de resíduos vegetais na superfície, há maior concentração de nitrogênio

microbiano, principalmente na superfície do solo.

Assim, o estudo da biomassa microbiana torna-se importante, como também

sua comparação com solo sob vegetação nativa. Nestes solos, em que o ecossistema não se

encontra perturbado, assume-se a existência de um estado de equilíbrio, onde a quantidade

28

de carbono fixado anualmente pela fotossíntese é balanceada por quantidade similar de

carbono liberado para a atmosfera na forma de CO2 (Silva & Resck, 1997).

2.3.2 Respiração basal e quociente metabólico

A respiração é o atributo mais antigo utilizado na quantificação da atividade

metabólica nos solos, sendo dependente do estado fisiológico da célula e influenciada por

diversos fatores como umidade, temperatura, estrutura do solo e disponibilidade de

nutrientes. A respiração basal é definida como a respiração sem adição de substratos

orgânicos do solo, refletindo a atividade biológica ou a atividade metabólica de

microrganismos do solo. Como a concentração de CO2 no ar é bem menor (0,036%) do

que a concentração de O2 (21%), as medidas de CO2 são mais sensíveis (Alef, 1995).

Todavia, a interpretação dos resultados da atividade biológica deve ser feita

com critério, uma vez que elevados valores de respiração nem sempre indicam condições

desejáveis. Uma alta taxa de respiração pode significar, em curto prazo, liberação de

nutrientes para as plantas e, em longo prazo, perda de carbono orgânico do solo para

atmosfera (Parkin et al., 1996). Anderson & Domsch (1993) propuseram a determinação

do quociente metabólico (qCO2), que tem por definição a relação entre a quantidade de C-

CO2 da atividade microbiana e C da sua biomassa por unidade de tempo, como

componente relevante na avaliação dos efeitos ambientais e antropogênicos sobre a

atividade microbiana do solo. Essa interpretação, aparentemente mais adequada, prediz

que, à medida que determinada biomassa microbiana se torna mais eficiente na utilização

de recursos do ecossistema, menos C é perdido como CO2 pela respiração e maior

proporção de C é incorporada aos tecidos microbianos.

A disponibilidade de N no solo, quando esse não é suprido por fontes externas,

depende das transformações realizadas pela microbiota. Em solos com baixa fertilidade e

cobertura vegetal com baixos teores de N, a taxa de decomposição da MO é menor,

propiciando a imobilização do N na BM, a qual serve como compartimento de reserva. No

mesmo solo, com cobertura vegetal com maiores teores de N, a quantidade de N

imobilizado pela BM é menor, pois esse elemento está em quantidade suficiente para

atender à atividade metabólica dos microrganismos e ao processo de decomposição da

MO. Nesta situação, a BM funciona como catalisadora e/ou fonte de nutrientes na

decomposição da MO (Gama-Rodrigues,1999).

29

2.3.3 Atividade enzimática total do solo

As enzimas do solo têm sido sugeridas como indicadores potenciais da

qualidade do solo devido à sua relação com a biologia do solo, facilidade de determinação

e rápida resposta às mudanças do ambiente (Dick, 1996). Essas enzimas catalisam todas as

reações bioquímicas e, ainda, são parte fundamental da ciclagem de nutrientes no solo.

Acredita-se que as enzimas do solo são, primeiramente, originadas da microbiota edáfica,

sendo também provenientes de plantas e animais (Tabatabai, 1994).

As enzimas estão presentes no solo tanto associadas às células microbianas

(enzimas intracelulares), quanto não associadas (enzimas extracelulares). Existem

correlações entre a atividade enzimática e os outros indicadores biológicos do solo (Araújo

& Monteiro, 2007).

Balota et al. (2004) investigaram a atividade de algumas enzimas do solo

(amilase, celulase, arisulfatase e fosfatase) sob sistemas de manejo convencional, SPD e

rotação de culturas e observaram significantes correlações entre a atividade enzimática e o

C e N microbiano do solo. Porém, segundo Tan et al. (2008), a comparação da atividade

enzimática do solo em condições de diferentes manejos de solo pode ser complicada, pois

depende de condições de clima, local, classe de solo e tipo de enzima.

Uma das formas de quantificar as enzimas totais do solo é pelo método da

hidrólise do diacetato de fluoresceína. Esse composto é hidrolisado por muitas enzimas,

como lípases, proteases e esterases, e também por diversos organismos (Bandick & Dick,

1999). O método descrito por Ghini et al. (1998) preconiza a hidrólise do diacetato de

fluoresceína (DAF). Esse composto é hidrolisado por várias enzimas das células vivas, e

por esse motivo, tem sido usado para avaliar a atividade microbiana nas amostras de solo.

A fluoresceína permanece na célula causando fluorescência intracelular que pode ser

quantificada por espectrofotometria.

2.4 MICROBIOLOGIA DO SOLO: ALGUNS FUNGOS COM ORIGEM NO SOLO

Os fitopatógenos Fusarium solani, Fusarium oxysporum e Rhizoctonia solani

são causadores de doenças importantes relacionadas a infecções do sistema radicular,

sobretudo nas culturas do feijoeiro comum e da soja. Pela freqüente incidência e pelas

perdas na produção encontradas nas principais regiões lavoureiras no Brasil, pode-se

30

concluir que essas doenças estão mais sérias na cultura do feijoeiro comum (Kimati, 1980).

Por outro lado, outro fungo habitante do solo de importância é o Trichoderma spp., que

pode atuar no controle biológico de Fusarium spp. e R. solani em muitas culturas de

expressão.

Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli é agente causal do amarelamento-de-

Fusarium em cultivos de feijão. Sob condições de umidade elevada, esse fungo desenvolve

sobre o caule estruturas de coloração rosada, constituídas de micélio e conídios do

patógeno (Bianchini et al., 1997; Rava et al., 1995). Quanto à F. solani e R. solani, são

fungos necrotróficos que causam, comumente, tombamento e podridões de raiz e de colo.

No Brasil, também podem causar perdas consideráveis a outras plantas cultivadas, como

soja e amendoim (Yorinori, 1977; Ceresini et al., 1996; Ceresini & Souza, 1997).

Em relação a Trichoderma spp., algumas espécies têm sido estudadas com

relação à sua capacidade competitiva com fungos fitopatogênicos, devido à sua rápida taxa

de crescimento micelial e a um antagonismo direto, envolvendo enrolamento de hifas e

penetração, com secreção de antibióticos deletérios ao hospedeiro (Jeffries & Young,

1994). Ainda, segundo Melo (1991), Trichoderma spp. apresenta-se como um fungo

endêmico dos solos brasileiros, especialmente, em solos ricos em MO, podendo viver

saprofiticamente ou parasitando outros fungos.

Em áreas de cultivos de feijoeiro comum, dependente exclusivamente de

chuvas ou irrigado, geralmente, existem condições favoráveis para elevadas densidades de

inóculo de F. solani, F. oxysporum e R. solani no solo, devido à alta freqüência do

hospedeiro susceptível e, ainda, devido à umidade adequada para o desenvolvimento

desses patógenos. Outros fatores que podem favorecer esses patógenos são: ineficiência de

fungicidas para seu controle, redução da MO e concentração superficial do sistema

radicular e de nutrientes, provocados, principalmente, pela compactação do solo, pelo pH

próximo do ideal para desenvolvimento dos patógenos e pela dispersão dos restos culturais

(Costa, 1996). Essas doenças causadas por patógenos “de solo” têm maior severidade sob

SPD, o qual favorece o acúmulo desses patógenos junto às raízes do feijoeiro comum.

Neste sentido, práticas culturais, como a rotação de culturas e a eliminação de

restos culturais, podem contribuir para o controle dessas doenças, eliminando hospedeiros

alternativos e reduzindo o potencial de inóculo para a cultura subseqüente (Costa, 2000a).

Entretanto, devido à versatilidade ecológica desses fungos, isto pode não ocorrer em todas

as rotações (Costa, 2000b).

31

A influência da cobertura morta sobre os fatores biológicos é fundamental no

estabelecimento de condições favoráveis ou não ao desenvolvimento de doenças. A adoção

do sistema não acarreta obrigatoriamente em maior desenvolvimento de doenças ou

mesmo no seu controle. Entretanto, o SPD mal conduzido, ou seja, sem o cumprimento das

devidas premissas do sistema como, por exemplo, a rotação de culturas, poderá causar

problemas fitossanitários às culturas de soja e de feijão, principalmente, quando a

semeadura for realizada com elevado teor de umidade do solo, quando o solo estiver

compactado e quando não obedecer um esquema racional de rotação de culturas. É o que

se observa com os problemas fitossanitários que ocorrem nas culturas de soja e de feijão,

manejadas nesse sistema (Costamilan, 1999). Os macro e microganismos que vivem no

solo, incluindo as plantas e suas sementes são também influenciadas pelo sistema. Segundo

Zambolim et al. (2001), o SPD é tido como sistema propriamente dito porque suas reações

ocorrem em cadeia ao longo do tempo de adoção. Isso dificulta o estabelecimento de uma

estratégia de estudos, em que a complexa interação dos fatores envolvidos torna os efeitos

interativos mais importantes do que seus efeitos isolados. Ainda, destaca-se que esse

sistema vem enfrentando alguns problemas devido à falta de estudos, visando dar suporte a

sua implantação (Zambolim et al., 2001). Segundo Paula Júnior et al. (2004), após

aumentos de rendimento nos primeiros anos do SPD, tem-se observado uma redução

paulatina no decorrer das safras, devido, entre outros fatores, ao aumento da incidência de

doenças. Segundo Reis & Casa (1996), a podridão radicular causada por F. solani tem sido

motivo de grande preocupação no SPD. Esse patógeno pode atacar inúmeras espécies de

plantas e, além de atacar a soja e o feijão, vem sendo relatado também na cultura do milho,

na região sul do país. Por tudo isso, torna-se importante o monitoramento de populações

fúngicas do solo, para a avaliar a vulnerabilidade ou a sustentabilidade do sistema agrícola.

2.5 DESEMPENHO DE CULTURAS ANUAIS SOBRE PALHADAS DE

COBERTURA DO SOLO

A Integração Lavoura-Pecuária (ILP), fundamentada na produção consorciada

de culturas de grãos, especialmente milho, sorgo, milheto, arroz e soja com forrageiras

tropicais, principalmente as do gênero Brachiaria, tanto no SPD quanto no preparo

convencional do solo em áreas de lavoura, tem propiciado elevação dos ganhos de

produtividades e melhora nas condições do solo, com menor risco para a atividade

32

agropecuária. Nesses solos, as culturas anuais apresentam grande performance de

desenvolvimento inicial, exercendo com isto alta competição sobre as forrageiras, evitando

assim redução significativa nas suas capacidades produtivas de grãos. Os principais

objetivos do Sistema Santa Fé são a produção de forragem para a entressafra e palhada em

quantidade e qualidade suficiente para o SPD (Kluthcouski et al., 2001).

Assim, a ILP aparece como uma das estratégias mais promissoras para

desenvolver sistemas de produção menos intensivos no uso de insumos e, por sua vez, mais

sustentáveis no tempo. Existe grande quantidade de trabalhos realizados que mostram o

efeito depressor acarretado por vários anos de agricultura contínua sobre várias

propriedades do solo. O efeito é invertido à medida que aumenta o número de anos

sucessivos com pastagens (Diaz Rossello, 1992).

Os primeiros resultados divulgados sobre produtividade de grãos de soja sobre

palha de Brachiaria foram apresentados por Broch et al. (1997), os quais observaram

melhores rendimentos de soja, cv. FT Lider, em palhada de B. brizantha e pior na

monocultura da leguminosa. Posteriormente, Pitol et al. (2001), obtiveram rendimentos

entre 2.400 e 3.500 kg ha-1 de soja, sob palhada de Brachiaria, em solos anteriormente

cobertos por pastagens degradadas.

Dentre as principais culturas anuais, o feijoeiro se destaca no que se refere à

adaptação ao SPD. É também a cultura mais importante em área cultivada, nos sistemas

irrigados por aspersão, no período de inverno. A freqüente utilização das áreas para a

produção de feijão tem resultado no aumento da pressão e do número de fatores bióticos

nocivos à cultura, principalmente de origem no solo, como as doenças causadas por

Fusarium solani e Rhizoctonia solani, por exemplo (Kluthcouski et al., 2003). Esses

fatores levam à redução da produtividade e comprometem a atividade agrícola.

Assim, em 1997, um estudo conduzido em condições controladas, revelou a

possibilidade de introdução da Brachiaria como cobertura morta no sistema de cultivo do

feijoeiro devido sua capacidade de reduzir o inóculo de Fusarium solani f.sp. phaseoli no

solo, reduzindo em 60% na incidência da doença (Costa, 2001; 2002).

Por esse motivo, estudos de rotações de culturas, com palhada de Brachiaria¸

em áreas de cultivo de feijoeiro comum vêm sendo realizados. Aliado ao controle dos

fungos com origem no solo, outros estudos revelam que a produtividade do feijoeiro

comum é beneficiada pela Brachiaria como cultura antecessora, e sua palhada. É o caso do

trabalho de Kluthcouski et al. (2001) que verificaram em vários locais de estudo melhores

33

rendimentos de feijão, cv. Pérola, em palhadas de B. brizantha, não confirmando,

entretanto, os efeitos positivos da palhada de arroz, que consistiu no pior tratamento.

Palhada de soja, como era de se esperar, resultou quase sempre, no pior tratamento de

cobertura do solo, podendo estar relacionada tanto com a escassez de cobertura como com

a maior incidência de doenças no feijoeiro. Esse tipo de comportamento repetiu-se em

outro trabalho, no qual Oliveira (2001) estudou o efeito de doses de nitrogênio em diversas

fontes de palhada sobre o rendimento do feijão, cv. Pérola, em Latossolo roxo, cultivado

no SPD por 10 anos consecutivos. Neste, observou-se melhores rendimentos nas palhadas

de Brachiaria e pior na palhada de arroz, não verificando, contudo, efeito de doses

crescentes de nitrogênio no rendimento de grãos, já que se tratava de solo com alto teor de

MO.

2.6 CULTURAS AVALIADAS

As culturas da soja e do milho foram escolhidas para serem avaliadas por

serem importantes espécies de rotação nos sistemas agrícolas e, acima de tudo, dada às

suas importâncias no contexto agrícola do País. Essas culturas, juntas, ocupam grandes

extensões do território nacional, como será detalhado nos respectivos subitens e, além

disso, são as culturas graníferas mais amplamente adaptadas às diversas regiões do Brasil e

do mundo.

2.6.1 Cultura do milho

O milho é uma gramínea muito usada como alimento, tanto para consumo

humano como animal. É considerada a terceira cultura mais importante do mundo, depois

do arroz e do trigo (Fageria, 1989). No Brasil, é o principal cereal produzido, sendo

cultivado em cerca de 12,5 milhões de hectares, com produção de aproximadamente 42

milhões de toneladas de grãos e produtividade média de 3,3 toneladas por hectare

(Agrianual, 2008). Um dos principais fatores responsáveis por essa baixa produtividade é o

manejo incorreto do nitrogênio, cuja eficiência da utilização pela planta é influenciada pelo

sistema de cultivo, tipo de fertilizante, formas de manejo e condições edafoclimáticas

(Amado et al., 2002).

34

O milho é tipicamente adaptado a solo de alta fertilidade, profundo e bem

drenado. Mas pode ser cultivado em vários tipos de solos desde que com manejo

apropriado. É uma cultura que se adaptada às mais variadas regiões, sendo cultivado com

sucesso desde 55°N a 40°S e do nível do mar a 4.000 m de altitude. Não é, entretanto, uma

cultura apropriada para clima seco, com precipitação limitada e sem irrigação, situação em

que não pode competir com o sorgo ou o milheto (Fageria, 1989).

Quanto à fotossíntese, é uma planta que possui o metabolismo de fixação C4.

Plantas desse tipo fixam o CO2 através do mecanismo do ácido dicarboxílico, de quatro

átomos de carbono, enquanto as C3 fixam o CO2 atmosférico diretamente pela redução da

pentose-fosfato. As plantas C4 têm alta taxa de fotossíntese e baixa taxa de fotorrespiração.

O mecanismo C4 está associado também com a morfologia dos cloroplastos, translocação

mais rápida dos fotossintatos das folhas para outros órgãos da planta e alta eficiência de

uso de água. Estas características conferem às plantas C4 grande vantagem em termos de

produtividade, em comparação às C3. De acordo com Evans (1975), a vantagem das

plantas C4 sobre as C3 não é a maximização do crescimento e da produção, mas a melhor

adaptação à alta temperatura e radiação solar, se a temperatura noturna não for muito

baixa.

O conhecimento da idade fisiológica das plantas é importante para várias

disciplinas agronômicas, dentre elas a fisiologia vegetal e a fertilidade do solo, por

exemplo. A seguir, são descritos os estádios fenológicos do milho, de acordo com

classificação adaptada de Fancelli (1986) (Tabela 1).

Tabela 1. Estádios fenológicos do milho Estádio

fenológico

Caracterização Estádio 0 Emergência Estádio 1 Cultura com 50% das plantas apresentando 4 folhas totalmente desdobradas Estádio 2 Cultura com 50% das plantas apresentando 8 folhas totalmente desdobradas Estádio 3 Cultura com 50% das plantas apresentando 12 folhas totalmente desdobradas Estádio 4 Cultura com 50% das plantas apresentando emissão do pendão Estádio 5 Cultura com 50% das plantas apresentando emissão de pólen Estádio 6 Cultura com 50% das plantas apresentando grãos leitosos Estádio 7 Cultura com 50% das plantas apresentando grãos pastosos Estádio 8 Cultura com 50% das plantas iniciando a formação de “dentes” Estádio 9 Cultura com 50% das plantas apresentando grãos “duros” Estádio 10 Cultura com 50% das plantas apresentando “camada negra” (grãos

fisiologicamente maduros) Fonte: adaptado de Fancelli (1986).

35

2.6.2 Cultura da soja

A soja (Glicine max L. Merril) é uma leguminosa anual, originária da China,

onde é cultivada há séculos. Atualmente é cultivada nas mais variadas regiões do mundo.

No Brasil, ocupa uma área de cerca de 22 milhões de hectares, com produção de

aproximadamente 55 milhões de toneladas e produtividade média de 2,5 toneladas por

hectare. Trata-se de uma importante fonte proteica, uma vez que seus grãos contém teor de

proteína em torno de 40%. Seu óleo é muito utilizado para consumo humano, sendo o grão

utilizado também na indústria e na produção animal.

A sua adaptabilidade ambiental é ampla, sendo cultivada entre as latitudes 0° e

55° e é adaptada à vários tipos de solo. Seus componentes de produção mais importantes

são vagens por unidade de área, número de grãos por vagens e massa dos grãos. Quanto à

fotossíntese, pertence ao grupo de plantas C3. As folhas são os principais sítios de

fotossíntese. A atividade fotossintética da planta varia com o genótipo, com a intensidade

de luz e com o índice de área foliar (IAF). Com alta intensidade de luz, a assimilação

máxima de CO2 ocorre com IAF entre cinco e seis e à baixa intensidade, com IAF entre

três e quatro (Fageria, 1989).

O fotossintético assimilado pelo processo de fotossíntese é distribuído do local

de fixação para o dreno. A sucrose é a principal forma de açúcar que se transloca. Os

drenos podem ser novos pontos de crescimento, flores, grãos ou raízes. As folhas em

desenvolvimento servem de dreno até atingirem aproximadamente 50% do seu tamanho;

depois, são exportadoras de fotoassimilados (Brun, 1978). O dreno próximo da fonte, ou

com maior demanda, recebe o fotoassimilado disponível. Portanto, as vagens na axila de

cada folha serve como o primeiro dreno para o fotoassimilado produzido pelas folhas

adjacentes. É muito bem conhecido que o fotoassimilado utilizado diariamente no

desenvolvimento de grãos da soja é derivado, principalmente, da fotossíntese realizada na

copa (Yoshida, 1972).

Em relação aos estádios fenológicos da soja, sabe-se que são divididos em duas

grandes fases, uma vegetativa e outra reprodutiva. Na Tabela 2 são apresentados os

estádios de desenvolvimento da soja de acordo com classificação de Fehr & Caviness

(1977).

No que diz respeito ao acúmulo de matéria seca, Fageria (1989) observou que

mais da metade da matéria seca acumulada pela soja foi produzida depois do

36

florescimento, o que o levou a concluir que uma condição desfavorável ao

desenvolvimento da cultura nesta época pode afetar o processo de acúmulo. De forma

semelhante Rosolem (1982) observou que o período de maior crescimento da soja ocorre

entre o florescimento e o início do enchimento de grãos, quando podem ser acumulados 80

kg ha-1 por dia de matéria seca.

Tabela 2. Estádios fenológicos da soja Estádio

fenológico

Nome do estádio

Caracterização Vegetativo

VE Emergência Cotilédones acima da superfície do solo. VC Cotilédone Folhas unifoliadas (simples) bastante desenroladas,

de modo que as bordas das folhas não se tocam. V1 Primeiro nó Folhas completamente desenvolvidas no nó

unifoliado. V2 Segundo nó Folha trifoliada completamente desenvolvida no nó

acima do nó unifoliado. V3 Terceiro nó Terceiro nó a partir do nó unifoliado, na parte

principal, com folhas completamente desenvolvidas.

V(n) Enésimo nó Enésimo nó a partir do nó unifoliado, na parte principal, com folhas completamente desenvolvidas.

Reprodutivo R1 Início da floração Uma flor aberta em algum nó da haste principal. R2 Floração plena Flores abertas em um dos dois nós superiores, na

haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

R3 Início de vageamento Vagens com pelo menos cinco mm de comprimento em um dos quatro nós superiores da haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

R4 Vagem formada Vagem com dois cm de comprimento em um dos quatro nós superiores da haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

R5 Início do crescimento das sementes

Sementes com três mm de comprimento nas vagens, em um dos quatro nós superiores da haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

R6 Sementes formadas Sementes ainda verdes preenchem completamente a cavidade da vagem, em um dos quatro nós superiores da haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

R7 Início da maturação Uma vagem normal, com coloração característica da vagem madura, na haste principal.

R8 Maturação plena 95% das vagens com coloração característica de vagem madura, em um dos quatro nós superiores da haste principal, com folhas completamente desenvolvidas.

Fonte: Fehr & Caviness (1977).

37

2.7 ANÁLISE DE CRESCIMENTO

O crescimento das plantas superiores fundamenta-se na conversão da energia

luminosa em energia química, cuja intensidade é proporcional a interceptação e captura da

luz pelo dossel da cobertura (Gomide & Gomide, 1999).

A análise quantitativa do crescimento é o primeiro passo na análise da

produção de comunidades vegetais. Trata-se de uma análise que permite investigar a

adaptação ecológica de culturas a novos ambientes, a competição entre espécies, os efeitos

de manejo e tratamento culturais e a identificação da capacidade produtiva de diferentes

genótipos (Kvet et al., 1971; Urchei et al., 2000). Nesse contexto, crescimento deve ser

compreendido como a variação temporal da quantidade de matéria das plantas.

A análise de crescimento ainda é o meio mais acessível e bastante preciso para

avaliar o crescimento e inferir a contribuição de diferentes processos fisiológicos sobre o

comportamento vegetal. Os dados necessários para se proceder a análise de crescimento,

de acordo com Benincasa (1988), são relativamente fáceis de serem obtidos, porém é

imprescindível que sejam obtidos com o máximo rigor, pois, caso contrário, poderão

conduzir a informações erradas ou muito controvertidas. Tais informações são a

quantidade de material contido em toda planta e em suas partes (folhas, colmos, raízes e

frutos) e do aparelho fotossintetizante (área foliar), obtidas a intervalos de tempo durante o

desenvolvimento da planta (Pereira & Machado, 1987; Magalhães, 1979).

Cerca de 90%, em média, da matéria acumulada pelas plantas ao longo do seu

crescimento, resulta da atividade fotossintética e o restante da absorção de nutrientes

minerais do solo (Marschner, 1995). É com base nesse fato que fundamenta-se a análise de

crescimento (Benincasa, 1988), que permite avaliar o crescimento final da planta como um

todo e a contribuição dos diferentes órgãos no crescimento total. A partir dos dados de

crescimento pode-se inferir a atividade fisiológica, isto é, estima-se de forma bastante

precisa, as causas de variações de crescimento entre plantas geneticamente diferentes ou

entre plantas crescendo em ambientes diferentes.

Para que os dados observados possam ser comparados e avaliados, é necessário

o desenvolvimento de funções matemáticas capazes de explicar a tendência desses dados.

As funções matemáticas, normalmente ajustadas pelo método dos quadrados mínimos, são

utilizadas para se estimarem os índices fisiológicos (Portes & Castro Jr., 1991).

38

Em uma análise de crescimento vegetal, alguns índices fisiológicos são

deduzidos e utilizados na tentativa de explicar e compreender as diferenças de

comportamento das comunidades vegetais, tais como: taxa de crescimento da cultura

(TCC) e índice de área foliar (IAF), sendo que a TCC indica quanto que uma comunidade

de plantas está crescendo em um determinado intervalo de tempo.

Assim, por meio de diversas variáveis do solo e das culturas, o desempenho de

duas espécies graníferas sobre palhadas de coberturas do solo, incluindo palhada de

Brachiaria serão investigadas nessa pesquisa.

3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL

O experimento foi conduzido sob regime de chuvas, no verão do ano agrícola

2007/2008, na Fazenda Capivara da Embrapa Arroz e Feijão, localizada no município de

Santo Antônio de Goiás, GO, a 16º28'00" S e 49º17'00" W, e 823,00 m de altitude.

Segundo a classificação de Köppen, essa localidade apresenta clima Aw, tropical de

savana, mesotérmico. A precipitação pluvial as temperaturas máxima, média e mínima do

ar durante os meses de condução do experimento são apresentadas na Figura 3.

O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com

quatro repetições. Cada parcela experimental apresentava área total de 20 m2, sendo uma

metade destinada à coleta de plantas e a outra metade para avaliação da produtividade e

seus componentes. Os tratamentos constituíram-se da combinação de três palhadas de

cobertura do solo com duas culturas graníferas. Como fonte de cobertura, foram utilizadas

as palhadas de Brachiaria brizantha, milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) e feijão

(Phaseolus vulgaris L.). As culturas estudadas foram milho (Zea mays L.) e soja (Glicine

max (L.) Merril).

No solo, caracterizado como Latossolo Vermelho distrófico (Embrapa, 1999)

de textura argilosa, foram coletadas oito subamostras de solo na camada de 0 a 10 cm, 10 a

20 cm e 20 a 40 cm de profundidade, para a composição de uma amostra composta por

palhada de cobertura, antes da instalação do experimento, para a caracterização (Tabelas 3,

4 e 5). As amostras destinadas a avaliação da massa específica e porosidade foram

coletadas em trincheiras, nas mesmas profundidades da análise química, utilizando-se anéis

volumétricos, com capacidade para 98,17 cm3. Para cada profundidade, na trincheira,

efetuaram-se duas amostragens.

Os atributos físicos do solo foram determinados segundo a metodologia

proposta no manual de métodos da Embrapa (1997). A massa específica do solo foi

determinada pelo método do anel volumétrico. As amostras foram secas em estufa por 24

40

a 48 horas e pesadas. A densidade foi calculada pela razão entre a massa da amostra seca e

o volume do anel.

A microporosidade foi determinada pelo método da mesa de tensão a 60 cm de

altura, em amostras indeformadas, e correspondeu ao volume de água retido na tensão de 6

kPa. A porosidade total foi calculada pelo índice de saturação (IS), o qual foi obtido pela

expressão: ( )221100 MS

MSMSIS −= , sendo MS1 a massa da amostra saturada e MS2 a massa da

amostra seca. A porosidade total corresponde ao índice de saturação. A macroporosidade

foi determinada pela diferença entre a porosidade total e a microporosidade.

A área experimental encontra-se sob SPD há apenas um ano, sendo o seu

histórico de uso o seguinte:

• Inverno 2006: cultivo de feijão;

• Verão 2006/2007: milho, visando produção de grãos, cultivado em

consórcio com capim Brachiaria brizantha, ou seja, o Sistema Santa Fé, em

toda a área;

• Inverno 2007: cultivo de feijão em 2/3 da área;

• Formação de palhada de milheto e Brachiaria brizantha e

• Verão 2007/2008: condução do experimento.

41

Precipitação pluvial Temperatura média do ar Temperatura máxima do ar Temperatura mínima do ar

Figura 3. Precipitação, temperatura máxima, mínima e média de novembro de 2007 a abril de 2008

Novembro 2007

01020304050607080

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

051015

20253035

Dezembro 2007

01020304050607080

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

0

5

10

15

20

25

30

35

Janeiro 2008

01020304050607080

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

0

5

10

15

20

25

30

35

Fevereiro 2008

0

20

40

60

80

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

0

5

10

15

20

25

30

35

Março 2008

01020304050607080

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

0

5

10

15

20

25

30

35

Abril 2008

0

20

40

60

80

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

0

5

10

15

20

25

30

35

Pre

cipitaç

ão pluvial (mm)

Tem

peratu

ra do ar (°C

)

Dia

42

Tabela 3. Atributos químicos do solo, na profundidade de 0-10, 10-20 e 20-40 cm antes da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO, 2007

Prof. pH Ca Mg Al H + Al P K Cu Zn Fe Mn MO (cm) (água) ---------cmolc dm

-3 --------- ------------------ mg dm-3 ------------------ g dm-3

Brachiaria brizantha 0 – 10 6,1 2,61 0,86 0,0 5,06 5,8 218 3,6 4,2 33 51 23 10 – 20 5,8 2,25 0,58 0,0 4,95 2,9 104 3,5 4,2 32 47 19 20 – 40 5,7 2,07 0,58 0,0 5,41 2,2 58 3,1 2,3 31 41 16

Milheto 0 – 10 6,6 4,05 1,27 0,0 4,46 8,0 285 1,3 4,1 28 57 27 10 – 20 6,6 4,23 1,29 0,0 4,62 7,7 202 1,3 4,2 27 55 26 20 – 40 5,6 1,66 0,54 0,05 5,45 2,4 61 3,4 2,5 35 39 15

Feijão 0 – 10 6,5 3,06 1,29 0,0 3,55 8,1 187 2,6 3,5 38 44 23 10 – 20 6,2 2,43 0,90 0,0 4,85 10,7 104 3,0 3,0 40 43 19 20 – 40 5,6 1,26 0,50 0,1 5,49 2,6 64 3,7 2,7 39 38 15

Tabela 4. Atributos físicos do solo, na profundidade de 0-10, 10-20 e 20-40 cm antes da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO, 2007

Porosidade Prof. (cm) Total (%) Micro (%) Macro (%)

Densidade do solo (g cm-3)

Brachiaria brizantha 0 – 10 49,79 31,53 13,61 1,25 10 – 20 47,69 34,72 10,14 1,30 20 – 40 48,54 33,56 14,98 1,30

Milheto 0 – 10 48,92 42,79 6,13 1,28 10 – 20 46,95 41,68 5,27 1,33 20 – 40 46,98 38,66 8,31 1,33

Feijão 0 – 10 49,66 34,83 14,83 1,17 10 – 20 47,55 34,95 12,60 1,31 20 – 40 47,95 33,49 14,46 1,32

Tabela 5. Resultados da análise granulométrica do solo, na profundidade de 10-20 e 20-40 cm antes da instalação do experimento. Santo Antônio de Goiás, GO, 2007

Textura (g kg-1) Prof. (cm) Argila Silte Areia

Classificação textural

0 – 20 489 140 371 Argiloso 20 – 40 589 100 311 Argiloso

3.2 INSTALAÇÃO E CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO

A dessecação das plantas, para formação de cobertura do solo, foi realizada 15

dias antes da semeadura (DAS) na dose de 6 L ha-1 de glyphosate. A semeadura do milho

híbrido BRS 1030 e da cultivar de soja BRS Valiosa RR ocorreu no dia 24/11/2007. A

43

adubação de semeadura usada foi de 300 kg ha-1 do formulado 05-30-15. As sementes de

milho foram tratadas com inseticida a base de carbofuran (2 L produto comercial para cada

100 kg de sementes) e as sementes de soja inoculadas com 50 g do produto comercial

“Biomax” para 60 kg de semente.

As culturas foram semeadas mecanicamente, com semeadora-adubadora para

SPD, marca Semeatto, modelo Personale Drill 13. O espaçamento entre linhas foi de 0,90

m e 0,45 m e a densidade de semeadura, de 6,8 sementes m-1 e 17 sementes m-1 para o

milho e a soja, respectivamente. A emergência das culturas ocorreu nos dias 30/11/2007 e

01/12/2007.

Em 07/12/2007, ou seja, aos seis dias após a emergência (DAE), foi realizada a

adubação de cobertura no milho na dose de 150 kg ha-1 de uréia, equivalente a 67,5 kg ha-1

de nitrogênio. Essa adubação foi realizada mecanicamente, sendo o fertilizante incorporado

em sulcos nas entrelinhas de semeadura

O controle de plantas daninhas foi feito aos 12 DAE com aplicação de

glyphosate na soja, na dose de 2 L ha-1 e de 0,6 L ha-1 de nicosulfuron (“Sanson”) + 3,0 L

ha-1 de atrazina no milho. Essas aplicações foram feitas com pulverizador costal manual.

Realizou-se monitoramento da cultura da soja a fim de diagnosticar

precocemente a ocorrência da doença ferrugem asiática. Aos 72 DAE (12/02/2008) foram

detectadas algumas pústulas e a aplicação de flutriafol, na dose de 0,2 L ha-1 do produto

comercial no mesmo dia. Essa operação foi realizada com pulverizador costal motorizado.

A colheita da soja ocorreu dia 07/05/2008. Foram colhidas quatro linhas de

cinco metros, totalizando uma área útil de 9 m2. Foi feito o arranquio manual das plantas e

posterior trilha em batedora de cereais Nux modelo BC 80 III. As seguintes variáves foram

analisadas: estande final de plantas, altura de planta, vagens planta-1, grãos vagem-1 e

massa de 100 grãos (ajustados a 13% de umidade). O milho foi colhido dia 05/06/2008,

sendo avaliados estande final de plantas e produção de grãos, em uma área útil de 9 m2. As

espigas foram colhidas manualmente e trilhadas em batedora de cereais Nux modelo BC

80 III.

3.3 DECOMPOSIÇÃO DE PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO

Para avaliar a decomposição das palhadas de cobertura do solo foram coletadas

amostras nas faixas, com quatro repetições, em quatro épocas, um dia antes da semeadura,

44

e aos 30, 60 e 90 dias após a semeadura. Utilizou-se um aro quadrado de 25 cm de lado

(625 cm2) para delimitação da área de coleta, sendo essas realizadas nas entrelinhas dos

cultivos. Os materiais foram secos em estufa a 60ºC até massa constante. A massa da

matéria seca obtida foi extrapolada para um hectare.

Na determinação das perdas de massa das palhadas usou-se o modelo de Dalal

& Mayer (1986), originalmente usado para simular a decomposição da MO do solo:

kt

t eYYYY −⋅−+= )( 0 εε (1)

em que Yt representa a perda estimada de massa da palhadas em um dado instante t; Y0, a

massa da palhada (kg ha-1) na condição inicial, ou seja, um dia antes da semeadura das

culturas de milho e soja; Y�, a massa da palhada em condição final (kg ha-1), ou seja, na

última coleta, aos 90 DAE e k, a constante invariante que determina a taxa de

decomposição.

3.4 ANÁLISES DE SOLO

A amostragem de solo para as análises biológicas e microbiológicas ocorreu na

época de seus florescimentos, aos 60 DAE, na profundidade de 0 a 10 cm. As

determinações do carbono da biomassa do solo (CBM), do nitrogênio da biomassa do solo

(NBM), da respiração basal do solo (RBS) e da atividade enzimática total do solo (AET)

foram realizadas no Laboratório de Biologia do Solo da Embrapa Arroz e Feijão.

O CBM foi determinado de acordo com método descrito por Jenkinson &

Powlson (1976). O procedimento laboratorial consistiu na fumigação-incubação de três

repetições, provenientes do conjunto de seis repetições de 20 g de solo, por 24 horas com

clorofórmio isento de etanol. Em seguida, tanto as amostras fumigadas como as amostras

“controle” (não fumigadas) foram incubadas por sete dias, em temperatura ambiente, ao

abrigo da luz, em jarros hermeticamente fechados juntamente com um becker contendo 10

mL de NaOH a 1,0 M. O CBM é obtido através da equação CBM = (CO2-C fumigado –

CO2-C não fumigado) / kc, sendo kc 0,41 para 22ºC e 0,45 para 25ºC. O CO2 evoluído

durante a incubação foi medido por titulação do NaOH residual com HVL a 0,5 N, após

precipitação do carbonato com BaCl2, usando fenolftaleína como indicador (Cheng &

Coleman, 1989). O NBM foi determinado de acordo com Brookes et al. (1985) a

semelhança do CBM. O conteúdo de N microbiano foi quantificado em extrato de K2SO4

45

0,5 M por 30 minutos e análise após digestão de Kjeldahl. A determinação da AET

consistiu na mistura de 5 g de solo com 20 mL de solução tampão fosfato de potássio 60

mM pH 7,6 e 0,2 mL de solução estoque de diacetato de fluoresceína (FDA) na

concentração de 2 mg mL-1 de acetona. As amostras foram agitadas por 20 minutos a 170

rpm. Em seguida, foi retirada uma alíquota de 2 mL do sobrenadante e adicionados 2 mL

de acetona, para finalizar a reação. A solução foi centrifugada por dez minutos e depois

submetida à leitura de absorbância a 490 nm em espectrofotômetro (Ghini et al., 1998).

A análise microbiológica foi realizada no Laboratório de Fitopatologia da

Embrapa Arroz e Feijão e constitui-se na avaliação da incidência de alguns fungos com

origem no solo de importância econômica. Para a determinação de Fusarium solani e

Fusarium oxysporum utilizou-se os meios de cultura seletivo de Nash & Snyder (1962) e

Komada (1975), respectivamente. Para Trichoderma spp., utilizou-se de meio de cultura

semi-seletivo de Martin (1950). Subamostras de 10 g de solo foram diluídas em 100 mL de

água destilada e centrifugadas a 170 rpm, por 40 minutos. Em seguida, as amostras foram

diluídas a 10-2. Procedeu-se, então, o plaqueamento profundo utilizando-se 1 mL dessa

solução, nos respectivos meios de cultura. No caso de Rhizoctonia solani utilizou-se do

método de resíduos orgânicos colonizados em meio ágar simples. As placas foram

incubadas ao abrigo da luz por sete dias, procedendo-se a identificação das colônias.

3.5 ANÁLISE DE CRESCIMENTO

A amostragem de plantas para a análise de crescimento ocorreu a cada sete

dias, a partir de 20 DAE, tendo sido coletadas duas plantas por parcela. As plantas foram

armazenadas em sacos plásticos e identificadas para o transporte até o Laboratório de

Fisiologia Vegetal da Embrapa Arroz e Feijão. Nesse, foi feita a separação das partes

botânicas. As plantas de soja foram partidas em limbo foliar, pecíolos, hastes principais e

vagens. As plantas de milho foram divididas em colmo + bainha, limbo foliar, pendão e

espiga. Os limbos foliares foram submetidos ao leitor de área foliar modelo LI-3000 Area

Meter, cuja leitura refere-se a cm2. Todas as estruturas vegetais foram submetidas à

secagem em estufa a 60 °C, até massa constante, para determinação da massa da matéria

seca.

As seguintes variáveis foram avaliadas:

• índice de área foliar (IAF – m2 de folha m-2 de terreno);

46

• taxa de crescimento da cultura (TCC – g m-2 dia-1);

• matéria seca total (MST – g m-2);

• matéria seca de folhas (MSF – g m-2);

• matéria seca de colmos (MSC – g m-2) – para o milho;

• matéria seca de espigas (MSE – g m-2) – para o milho;

• matéria seca de hastes (MSH – g m-2) – para a soja e

• matéria seca de vagens (MSV – g m-2) – para a soja.

Os dados de matéria seca total, obtidos em campo, foram ajustados pelo

modelo sigmoidal de três parâmetros:

−−

+

=b

DAEcMST

e

aY

1

(2)

em que: YMST representa a produção estimada de matéria seca, a a produção de matéria seca

máxima teórica (g m-2); b, a inclinação da curva; c, o tempo no qual ocorre a inflexão da

taxa instantânea de crescimento da cultura (TCC) e DAE, o tempo decorrido de

crescimento (dias após a emergência das culturas - DAE).

Por meio da derivada primeira da equação (2), estimou-se a taxa instantânea de

crescimento da cultura, dada em g m-2 dia-1 como é mostrado na equação (3):

+

−

−=∂∂

−−

−−

2

1

.1

b

DAEc

b

DAEc

e

eb

a

t

Y (3)

Para a determinação do índice de área foliar usou-se o modelo exponencial

quadrático

( )2. bDAEaDAE

IAF ezY −= (4)

em que: YIAF é o índice de área foliar estimado (m2 m-2); z, o valor inicial do IAF (primeira

coleta); a e b, parâmetros empíricos e DAE, o tempo decorrido.

47

Por meio da primeira derivada da equação (4), estimou-se a taxa instantânea de

crescimento do IAF, dada em m2 m-2 dia-1 como é mostrado na equação (5):

bDAEaezt

Y btat 2*. )( 2

−=∂∂ − (5)

3.6 ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS DADOS

Na análise dos dados experimentais de produtividade de milho e soja, e seus

componentes de produção, utilizou-se o software SAS para análise de variância, tendo sido

aplicado o teste de média Tukey, a 5% de probabilidade. Em relação às variáveis do solo,

aplicou-se a análise de variância e como teste de média aplicou-se o teste t, a 5% de

probabilidade.

Os modelos matemáticos foram processados com auxílio do programa

estatístico R (2005) versão 2.7.2, pacote nlme, função nls.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Dias após a emergência

Massa da matéria seca (kg ha ) . BraquiáriaFeijãoMilhetoValores observados - BraquiáriaValores observados - MilhetoValores observados - Feijão

-1

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Durante os primeiros 15 dias de condução do ensaio foram observadas chuvas

satisfatórias na área experimental (Figura 1). Tais precipitações foram suficientes para o

umidecimento do solo. As diferenças de porte de plantas, tanto de milho quanto de soja,

entre as diferentes palhadas de cobertura do solo, descritas em detalhes a seguir, foram

bastante claras visualmente. Não houve significativa incidência de doenças, pragas e

infestação de plantas daninhas na área.

4.1 DECOMPOSIÇÃO DAS PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO

Em relação à decomposição das palhadas de cobertura do solo, observa-se na Figura 4, que

as fontes de palhadas ao longo dos três meses de avaliação apresentaram a mesma

tendência. As taxas de decomposição (Tabela 6) explicitam essa semelhança na velocidade

de perda de massa dos resíduos vegetais, sendo de 0,0251 kg ha-1 dia-1, 0,0226 kg ha-1 dia-1

e 0,0201 kg ha-1 dia-1 para Brachiaria, milheto e feijão, respectivamente.

Figura 4. Decomposição de palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

49

Tabela 6. Taxas de decomposição de três fontes de palhada de cobertura do solo Palhada de cobertura Taxa de decomposição (k)

(kg ha-1 dia-1) Erro padrão (kg ha-1 dia-1)

Brachiaria brizantha 0,0251** 0,0032 Milheto 0,0226** 0,0036 Feijão 0,0201*c 0,0069

* e **: significativo a 5% e 1%, respectivamente.

As equações ajustadas aos dados de decomposição das palhadas de cobertura do solo, foram as seguintes:

• MS = 3350 + ((7968 - 3350) * (exp(-(0,0251 * DAE)))) para palhada de B. brizantha;

• MS = 902.8 + ((5032 - 902.8) * (exp(-(0,0226* DAE)))) para palhada de milheto e

• MS = 1266 + ((4424 - 1266) * (exp(-(0,0201* DAE)))) para palhada de feijão.

Observa-se ainda na Figura 4, que no período de 90 dias, ocorreu a

decomposição de aproximadamente 50% da palhada original de B. brizantha, 60% de

milheto e 70% de feijão. Braz et al. (2005) observaram perda de 48% da matéria seca

original de Brachiaria aos 150 dias e de 58% no caso de milheto, no mesmo período. Em

estudo semelhante, Teixeira Neto (2002) verificaram que a palhada da Brachiaria mostrou

um percentual de decomposição de 75% aos 180 dias. No caso de milheto, Silva et al.

(2003) relatam a porcentagem de decomposição da palhada do milheto de 81,2%, no

período de 137 dias.

Monteiro et al. (2002), ao avaliarem, em ambiente controlado, por meio da

evolução de CO2, a decomposição de resíduos de Brachiaria brizantha, B. humidicola,

Arachis pintoi, Centrosema pubescens, Stilosanthes guianensis, Leucaena leucocephala e

Desmodium ovalifolium, observaram cinética de decomposição semelhante entre B.

brizantha, A. pintoi e C. pubescens, sendo que esse grupo diferiu significativamente das

outras espécies.

De fato, já tem sido descrito na literatura que em ambiente tropical ocorre uma

rápida decomposição dos resíduos (Sanchez & Logan, 1992; Aidar et al., 2000). Também,

tem sido verificado maior produção de palhada de Brachiaria (Aidar et al., 2000; Braz et

al., 2005; Nunes et al., 2006). Assim, sob clima tropical, provavelmente, a quantidade de

matéria seca produzida para palhada é mais importante que a fonte dessa palhada.

50

4.2 ATIVIDADE ENZIMÁTICA TOTAL DO SOLO

As enzimas são mediadoras do catabolismo biológico dos componentes

orgânico e mineral do solo. Taylor et al. (2002) sugerem duas razões para avaliar as

enzimas do solo. A primeira, como informativo do potencial bioquímico e de manipulação

do solo, e a segunda, como indicador de qualidade devido à sensibilidade para prover

informações sobre mudanças nas funções-chave do solo.

Em relação à atividade enzimática total (AET), dada em miligramas de

diacetato de fluoresceína hidrolisado por quilo de solo seco por hora (mg DAF hid kg-1

solo seco h-1) também chamada de atividade biológica, não foi observada diferença

significativa entre as culturas do milho e da soja, conforme observado na Tabela 7. Da

mesma forma, o coeficiente de hidrólise foi igual para as culturas estudadas. Porém,

quando avaliada a AET em função das palhadas de cobertura do solo, observou maior

atividade na área cuja cobertura era a do feijão, seguida do milheto, e a menor sobre

Brachiaria. Comportamento semelhante ocorre com o coeficiente de hidrólise do diacetato

de fluoresceína, uma vez que esse fator é dependente da AET.

Quando a AET e o coeficiente de hidrólise foram avaliados em função da

rotação cultura granífera/palhada de cobertura do solo, observaram-se maiores valores para

a rotação soja/feijão e os menores valores foram observados na rotação soja/Brachiaria.

Valores médios corresponderam às demais rotações (Tabela 7). Esses resultados permitem

inferir que a atividade biológica do solo não é influenciada simplesmente pelas diferentes

espécies vivas presentes no solo no momento da coleta, mas principalmente pela espécie

antecessora, no caso, as palhadas de cobertura.

A faixa de valores observada, entre 101 e 147 mg DAF hid kg-1 solo seco h-1

encontra-se de acordo com resultados obtidos na literatura. Valores entre 110 e 135 mg

DAF hid kg-1 solo seco h-1 foram encontrados por Chrisóstomo et al. (2006) em SPD.

Médias entre 121 e 148 mg DAF hid kg-1 solo seco h-1 foram obtidos por Godoy et al.

(2005). Benintende et al. (2008) encontraram valores entre 120 e 190 mg DAF hid kg-1

solo seco h-1, sendo os maiores valores observados em área sob pastagem. Nesse estudo, os

autores concluíram que a presença de espécies forrageiras proporcionam maior atividade

biológica ao sistema, o que não foi encontrado no presente trabalho, provavelmente, pelo

curto período de avaliação.

51

Sabe-se que as variáveis biológicas são sensíveis às mudanças no uso da terra

(Araújo & Monteiro, 2007; Benintende et al., 2008), principalmente em comparações entre

áreas não antropizadas com áreas de lavoura e também entre manejos de solo. Porém,

dentro de um mesma modalidade de uso da terra, como o SPD, essas alterações parecem

não ser observadas nos primeiros anos de adoção do sistema. Nesse sentido, existem

autores que ainda consideram problemático o uso da atividade de enzimas para

estabelecimento de relações de causa e efeito nos sistemas agrícolas (Gianfreda et al.,

2005).

Tabela 7. Valores médios de atividade enzimática total do solo e coeficiente de hidrólise do diacetato de fluoresceína no solo em função das culturas e das palhadas de cobertura do solo

AET1 (mg DAF2 hid kg-1 solo seco h-1)

COH3 (DAF hid/DAF total)

Cultura Milho 124,9a 0,41a Soja 126,8a 0,44a

Palhada de cobertura do solo Brachiaria brizantha 109,9b 0,36b Milheto 130,1ab 0,46a Feijão 137,4a 0,47a

Rotação Milho/Brachiaria brizantha 118,8b 0,38b Milho/Milheto 128,9b 0,43b Milho/Feijão 127,1b 0,43b Soja/Brachiaria brizantha 101,2c 0,34c Soja/Milheto 131,3b 0,51ab Soja/Feijão 147,8ab 0,49ab

CV (%) 19,2 20,7 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste t a 5%. 1AET: atividade enzimática total do solo; 2DAF: diacetato de fluoresceína e 3COH: coeficiente de hidrólise.

4.3 CARBONO E NITROGÊNIO DA BIOMASSA MICROBIANA DO SOLO

A biomassa microbiana é um dos componentes que controlam funções chaves

no solo, como a decomposição e o acúmulo de matéria orgânica, ou transformações

envolvendo os nutrientes minerais.

Em relação ao CBM observou-se diferença significativa entre as culturas do

milho e da soja (Tabela 8), sendo maior para o ambiente com a cultura gramínea. Porém,

52

esse comportamento não se repetiu em relação às palhadas, sendo que as médias para os

ambientes com Brachiaria e com feijão foram iguais e superiores ao ambiente com

milheto, respectivamente. Porém, ao avaliar as rotações, verificou-se maior valor para a

rotação milho/Brachiaria, corroborando os valores observados individualmente. Em

sequência decrescente seguem as rotações onde há presença de gramínea, sendo os

menores valores observados para as rotações soja/feijão e soja/Brachiaria. O fato desses

valores inferiores estarem presentes nas rotações com soja concorda com os valores

individuais de soja.

Quanto à grandeza dos valores encontrados, eles se encontram dentro da faixa

observada na literatura, que é bastante variável, em função do tipo de solo, do clima, do

cultivo, entre outros. Em trabalho realizado em Primavera do Leste, MT, Matsuoka et al.

(2003) encontraram valores de CBM de 97 mg C microbiano kg-1 solo seco nos primeiros

cinco centímetros do solo e de 104 mg C microbiano kg-1 solo seco na profundidade de 5 a

20 centímetros. Fonseca et al. (2007) encontraram valores entre 49 e 63 mg C g-1 solo, nos

primeiros 17,5 cm do solo para rotação feijão/soja+Brachiaria/feijão e valores entre 56 e

53 mg C g-1 solo, nos primeiros 17,5 cm do solo para rotação

feijão/milho+Brachiaria/feijão. Esses resultados são semelhantes aos obtidos no presente

trabalho, mostrando valores superiores nas rotações com milho, em relação àquelas com

soja.

Stromberger et al. (2007) encontraram valores entre 367 e 447 mg C kg-1 solo

para rotações envolvendo espécies de trigo, milho, sorgo e milheto. No mesmo estudo, foi

verificada média de 595 mg C kg-1 solo, significativamente superior às anteriores, em área

sob pastagem perene. Como observado para a AET, o CBM também parece ser favorecido

pelas espécies forrageiras perenes.

Em estudo realizado por Lobo Jr. et al. (2004), considerando as diferenças

entre os cultivos e o pousio utilizados no estudo, foram observados aumentos de até quase

100% do carbono microbiano em áreas submetidas ao cultivo de forrageiras do gênero

Brachiaria, evidenciando a melhoria do ambiente.

53

Tabela 8. Valores médios de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo em função das culturas e das palhadas de cobertura do solo

CBM1 (mg C microbiano kg-1 solo seco)

NBM2 (mg N microbiano kg-1 solo seco)

Cultura Milho 166,6a 42,4a Soja 103,1b 43,3a

Palhada de cobertura do solo Brachiaria brizantha 143,9a 35,6b Milheto 102,2b 48,6a Feijão 158,2a 41,2ab

Rotação Milho/Brachiaria brizantha 236,1a 37,7b Milho/Milheto 159,7b 51,9a Milho/Feijão 103,9bc 37,5b Soja/Brachiaria brizantha 51,95c 39,4b Soja/Milheto 156,8b 45,4b Soja/Feijão 100,6c 44,9b

CV (%) 28,4 21,6 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste t a 5%. 1CBM: carbono da biomassa microbiana do solo e 2NBM: nitrogênio da biomassa microbiana do solo.

Contudo, observa-se que os valores absolutos são muito variáveis, ou seja, o

intervalo de valores é bastante amplo. Isso deve ser considerado no momento de comparar

resultados. De fato, essas variáveis são mais interessantes para monitoramento de uma

mesma área ao longo de um período. Porém, apesar de se realizar comparações de

trabalhos, elas devem ser cautelosas, pois o CBM, como as outras variáveis biológicas, é

muito dependente de fatores diversos não mensuráveis durante a sua determinação.

Quanto ao NBM não foi observada diferença significativa entre milho e soja

(Tabela 8), mas sim entre as palhadas, sendo o ambiente com milheto o de maior NBM,

seguido de feijão e Brachiaria. O maior valor de NBM entre as rotações foi encontrado no

ambiente milho/milheto. Esse resultado parece corroborar com o da AET, no qual a

palhada de cobertura é mais determinante que a espécie em cultivo. Nesse sentido, em

estudo realizado por Govaerts et al. (2007) foi observada média de 39 mg N microbiano

kg-1 solo seco em área submetida ao cultivo de milho, sob SPD, com os resíduos deixados

sobre o solo. Quando os resíduos vegetais foram retirados, na mesma rotação, a média caiu

para 17 mg N microbiano kg-1 solo seco, sendo essa diferença significativa. Na área

cultivada com trigo as médias passaram de 28 para 21 mg N microbiano kg-1 solo seco.

54

4.4 RESPIRAÇÃO BASAL E QUOCIENTE METABÓLICO DO SOLO

A respiração do solo, que é a oxidação biológica da matéria orgânica a CO2

pelos microrganismos aeróbios, ocupa uma posição chave no ciclo do carbono nos

ecossistemas terrestres.

Na Tabela 9 observa-se os valores de respiração basal do solo (RBS), que foi

significativamente superior na cultura da soja. Em relação às palhadas, o maior valor de

RBS foi observado no milheto, seguido do feijão e da Brachiaria. Ao contrário dos outros

parâmetros avaliados, a RBS foi mais influenciada pela espécie em cultivo do que pela

espécie antecessora (Tabela 9), uma vez que os maiores valores foram encontrados nas

rotações onde há soja, com exceção da soja/Brachiaria.

Na Tabela 9 observa-se que os valores de qCO2 foram significativamente

superiores no cultivo da soja e na palhada de feijão. Os ambientes com gramíneas foram

significativamente menores, seja para cultura como para palhada, destacando o menor

valor na palhada de Brachiaria.

Tabela 9. Valores médios de respiração basal e quociente metabólico do solo em função das culturas e das palhadas de cobertura do solo

RBS1

(mg deC-CO2 kg-1 solo seco h-1)

qCO22

(mg C-CO2 g-1 C-mic h-1)

Cultura Milho 1,08b 2,05b Soja 1,45a 2,98a

Palhada de cobertura do solo Brachiaria brizantha 0,39c 0,95c Milheto 1,79a 2,49b Feijão 1,63b 4,11a

Rotação Milho/Brachiaria brizantha 0,53d 0,74d Milho/Milheto 1,50b 2,05c Milho/Feijão 1,23c 3,35b Soja/Brachiaria brizantha 0,25e 1,15d Soja/Milheto 2,08a 2,93b Soja/Feijão 2,03a 4,87a

CV (%) 11,1 19,2 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste t a 5%. 1RBS: respiração basal do solo e 2qCO2: quociente metabólico.

55

Ao analisar o qCO2 deve-se lembrar que esta é uma relação entre a RBS e o

CBM. Se o qCO2 é baixo significa dizer que os microrganismos estão em estado próximo

de um equilíbrio, como observado em áreas de mata nativa. Se o qCO2 é elevado significa

dizer que os microrganismos estão respirando muito, caracterizando um possível estresse

para a microbiota do solo (Odum, 1985; Godoy et al., 2005), geralmente atribuído ao uso

da terra. A teoria de Odum (1985) descreve que o aumento na respiração da comunidade

pode ser o primeiro sinal de estresse, uma vez que a reparação dos danos causados por

distúrbios no solo requer desvio de energia do crescimento e reprodução para a

manutenção celular. Portanto, durante um estresse na biomassa microbiana, haverá

direcionamento de mais energia para a manutenção celular, em lugar do crescimento, de

forma que uma proporção de carbono da biomassa microbiana do solo será perdida como

CO2.

Neste contexto, é interessante destacar que a rotação soja/feijão foi a de maior

qCO2, ou seja, a mais estressante para a microbiota edáfica. Por outro lado, os ambientes

com Brachiaria apresentaram os menores valores de qCO2, permitindo concluir que essa

espécie é benéfica para os microrganismos.

4.5 FUNGOS COM ORIGEM NO SOLO

Ao avaliar as populações de F. solani e F. oxysporum observou-se valores

superiores nos ambientes com soja, em relação ao milho, e com feijão e milheto, em

relação à Brachiaria (Tabela 10). Um dos motivos dessa maior população nas culturas da

soja e do feijão é o fato dessas serem hospedeiras desses fungos. Por outro lado, o cultivo

da Brachiaria tem se mostrado como medida eficiente no controle alternativo para esses

fitopatógenos.

Louzada et al. (2005), em trabalho realizado em ILP, verificaram que esse

sistema pode ser utilizado para redução de populações de F. solani no solo, pois existe a

presença de Brachiaria. Concluíram, também, que outras variáveis como populações de F.

oxysporum e atividade microbiana do solo são afetadas pela rotação de pastagens com

culturas anuais. Resultados semelhantes foram obtidos por Brandão & Lobo Jr. (2007) em

solos da Chapada Diamantina, nos quais as incidências de Rhizoctonia e F. oxysporum, por

sua vez, foram menores nesse ambiente, quando comparadas às áreas de rotação com

56

feijoeiro. No caso de F. solani, foram observados maior população em área recém-

desmatada e sob cultivos de feijoeiro.

Tabela 10. Valores médios de alguns fungos com origem no solo em função de culturas e palhadas de cobertura do solo

Fusarium

solani

(PPG1)

Fusarium

oxysporum

(PPG)

Trichoderma

ssp

(PPG)

Rhizoctonia

solani

(%ROC2) Cultura

Milho 2.216b 2.150b 1.466b 4,62a Soja 5.600a 5.216a 8.133a 7,40a

Palhada Brachiaria brizantha 3.700b 2.775b 9.275a 2,49b Milheto 5.025a 3.800a 4.200b 4,99ab Feijão 3.000b 4.675a 925c 10,55a

Rotação Milho/Brachiaria brizantha 2.600de 2.050cd 750c 3,33b Milho/Milheto 3.050cd 3.200bc 2.350c 3,33b Milho/Feijão 1.000e 1.200d 1.300c 7,22ab Soja/Brachiaria brizantha 4.800bc 3.100bc 17.800a 1,66b Soja/Milheto 7.000a 4.400b 6.050b 6,66b Soja/Feijão 5.000b 8.150a 550c 13,88a

CV (%) 32,3 31,9 27,0 97,8 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste t a 5%. 1PPG: propágulos por grama de solo. 2%ROC: porcentagem de resíduos orgânicos colonizados.

No caso de R. solani a presença do feijão na rotação foi determinante na sua

população nas culturas sucessoras, visto que os maiores valores foram encontrados nas

rotações milho/feijão e soja/feijão (Tabela 10). Por outro lado, a presença das gramíneas,

seja milho, milheto ou Brachiaria, contribuiu para a diminuição da incidência desse

patógeno no solo. Resultados semelhantes foram obtidos por Brandão et al. (2007a,

2007b).

Na Tabela 10 observam-se os valores médios de Trichoderma spp., sendo

verificado uma diferença significativa entre os de soja e milho, e entre as palhadas de

cobertura do solo. Aparentemente, a cultura da soja favorece o desenvolvimento do

antagonista, bem como a Brachiaria. De forma intermediária, as gramíneas anuais

permitem um bom desenvolvimento desse fungo, enquanto que a cultura do feijoeiro

diminui drasticamente a população de Trichoderma. Ao avaliar população de Trichoderma

spp. em áreas de rotação com B. brizantha, Brandão et al. (2007a) encontraram maior

57

incidência do antagonista em área de pastagem, quando comparado às áreas sob cultivo de

feijão. Resultados semelhantes foram obtidos por Oliveira et al. (2008).

Um monitoramento da população microbiana e da atividade microbiológica

total em áreas de produtores indicou que, inicialmente, os patógenos e habitantes naturais

do solo podem ser igualmente favorecidos sob SPD. Após quatro anos, no entanto,

observou-se que os habitantes naturais passaram a promover um aumento na atividade

microbiológica total do solo, resultando na redução ou paralisação do crescimento de

populações de Fusarium spp. e R. solani, com a conseqüente redução da intensidade dessas

doenças (Costa, 1999).

Contudo, sabe-se que a atividade biológica do solo e atributos como CBM e

NBM não permitem uma inferência abrangente quando analisados separadamente, sendo

interessante avaliar a sua correlação com os outros atributos biológicos do solo. Para tanto,

realizou-se a correlação de Pearson apresentada na Tabela 11. Nesta, destacam-se as

seguintes correlações:

• NBM, RBS e qCO2 correlacionam positivamente com a AET, sendo que os

dois últimos também correlacionam-se com o COH;

• O qCO2 apresenta alta correlação positiva com a RBS, como é de se

esperar;

• F. oxysporum e R. solani correlacionam positivamente, e Trichoderma

negativamente, com a RBS e o qCO2. Esses resultados evidenciam a

competitividade dos fitopatógenos e a sensibilidade do antagonista ao

ambiente dito mais estressante (maiores RBS e qCO2) e

• Trichoderma correlaciona-se negativamente a CBM.

Tabela 11. Correlação de Pearson entre atributos biológicos do solo e alguns fungos com origem no solo submetido a rotações de culturas com as espécies soja, milho, Brachiaria brizantha, milheto e feijão

AET1

COH2

CBM3

NBM4

RBS5

qCO26

Fusarium

solani

Fusarium

oxysporum

Trichoderma

spp

Rhizoctonia

solani

AET 1 0,81760** 0,16312ns 0,47612** 0,49176** 0,55607** 0,19242ns 0,44932* -0,36313ns 0,37761ns

COH - 1 0,08147ns 0,28852ns 0,62776** 0,54589** 0,21374ns 0,40786* -0,29505ns 0,34526ns

CBM - - 1 0,10993ns 0,05144ns -0,34930ns -0,16941ns -0,17058ns -0,48912** -0,00287ns

NBM - - - 1 0,31486ns 0,17765ns 0,43664* 0,32638ns -0,05876ns 0,11996ns

RBS - - - - 1 0,77476** 0,31008ns 0,54769** -0,49595** 0,43979*

qCO2 - - - - - 1 0,18600ns 0,58919** -0,39611** 0,45994**

Fusarium

solani

- - - - - - 1 0,56824** 0,38155ns 0,06125ns

Fusarium

oxysporum - - - - - - - 1 -0,06188ns 0,40781*

Trichoderma

ssp

- - - - - - - - 1 -0,32234ns

Rhizoctonia

solani - - - - - - - - - 1

1AET : atividade enzimática total do solo; 2COH: coeficiente de hidrólise; 3CBM: carbono da biomassa microbiana do solo; 4NBM: nitrogênio da biomassa microbiana do solo; 5RBS: respiração basal do solo e 6qCO2: quociente metabólico. * , ** e ns representam significância a 5%, 1% e não significância, respectivamente.

58

59

4.6 PRODUTIVIDADE DE GRÃOS DE MILHO E SOJA E SEUS COMPONENTES

DE PRODUÇÃO EM DIFERENTES PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO

Nas Tabelas 12 e 13 são mostradas as produtividades e seus componentes para

as culturas de milho e soja, respectivamente. A produtividade de milho não diferiu em

relação às diferentes palhadas de cobertura, apesar de tendência em redução na

produtividade nas palhadas de milheto e Brachiaria. Os resultados obtidos são superiores

aos valores médios encontrados por Parentoni et al. (2004), em 13 locais, com altitude

acima de 700m, que foi em torno de 7.300 kg ha-1.

A produtividade de soja, por outro lado, foi significativamente inferior na

palhada de Brachiaria, sendo o número de vagens por planta o componente de rendimento

mais afetado. Em estudo realizado por Merlim (2008), comparando a produtividade de soja

cultivada em palhada de Brachiaria e na sua ausência, observou médias entre 2.700 e

3.330 kg ha-1, para ambas condições. Porém, alguns autores têm mostrado superioridade da

palhada de Brachiaria no que tange ao rendimento de culturas anuais como soja e feijão

(Broch et. al., 1997; Nunes et al., 2006).

Tabela 12. Valores médios de estande de plantas e produtividade de grãos de milho em três palhadas de cobertura do solo

Palhada de cobertura Estande (plantas m-1) Produtividade (kg ha-1) Brachiaria brizantha 4,8a 7.565a Milheto 4,5a 7.802a Feijão 4,8a 8.516a

DMS1 1,4 1.869 CV (%) 16,0 11,8

Médias seguidas de mesma letra minúscula, na coluna, não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey. 1DMS: diferença mínima significativa.

Tabela 13. Valores médios de componentes de produção e produtividade de grãos de soja em três palhadas de cobertura do solo

Palhada de cobertura Estande

(plantas m-1) Vagens planta-1

Grãos vagem-1

Massa de 100 grãos (g)

Produtividade (kg ha-1)

Brachiaria brizantha 11,2a 56,8b 2,17a 17,8a 3.708b Milheto 9,7ab 67,8b 2,20a 20,7a 4.772a Feijão 9,0b 103,2a 2,12a 19,2a 5.200a

DMS1 2,0 30,4 0,08 3,6 876 CV (%) 10,3 20,3 1,9 11,0 9,7

Médias seguidas de mesma letra minúscula, na coluna, não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey. 1DMS: diferença mínima significativa.

60

No estudo em questão, este fato das produtividades de soja serem menores em

palhada de braquiária pode ser atribuído ao efeito do uso do glyhphosate em palhadas

muito densas, caso da Brachiaria, como foi relatado por Yamada (2006). Segundo o autor,

o efeito do glyphosate é maior nas raízes do que na parte aérea das plantas, sendo que ele

pode passar da planta-alvo para a planta-não alvo através das raízes. Ele observou que o

crescimento do girassol, cultivado em vaso onde havia Lolium perene como planta de

cobertura, era afetado pelo intervalo de tempo entre a dessecação dessa com o glyphosate e

a semeadura de girassol, e quanto menor esse intervalo, menor era o crescimento da planta

de girassol. Assim sendo, deve-se respeitar o tempo de espera de duas a três semanas entre

a dessecação e a semeadura de culturas anuais. Caso o tempo de espera entre a dessecação

e a semeadura não for considerado, a absorção do glyphosate remobilizado na rizosfera

poderá resultar na diminuição da produção da planta-não alvo.

Além disso, ao retomar o histórico de uso da área (página 38), compreende-se

que toda a área foi cultivada com milho consorciado com Brachiaria no verão de

2006/2007 e que apenas 2/3 da área receberam um cultivo a mais no inverno de 2007, no

caso, de feijão. No curto período entre a colheita desse feijão de inverno e a semeadura do

experimento, foi cultivado milheto em metade da área onde havia sido feijão e a área de

Brachiaria ficou então com um cultivo a menos. A escolha dessa área fez-se necessária

devido ao curto período disponível para formação das palhadas, especialmente de

Brachiaria, que até cerca de 50 dias após a semeadura, prioriza crescimento de raízes em

detrimento de folhas (Portes et al., 2003). O fato das áreas de milheto e feijão terem

recebido um cultivo a mais pode, também, ter contribuído significativamente à melhoria da

fertilidade do solo, conforme observado na Tabela 3.

4.7 ANÁLISE DE CRESCIMENTO DAS CULTURAS DO MILHO E DA SOJA EM

DIFERENTES PALHADAS DE COBERTURA DO SOLO

4.7.1 Análise de crescimento da cultura do milho

Na Figura 5 são apresentadas as curvas de acúmulo de matéria seca do milho,

em g m-2, sobre as três palhadas de cobertura do solo. Observa-se maior crescimento das

plantas cultivadas sobre palhada de feijão, atingindo acúmulo de cerca de 3.000 g m-2,

seguida de milheto, ao redor de 2.250 g m-2 e, por fim de Brachiaria, com cerca de 2.000 g

61

m-2. Andrade (1993), em Balcarde, Argentina, observou acúmulo de matéria seca de milho

de 2.250 g m-2, enquanto que Braz et al. (2005) encontraram 1.749 g m-2.

Esses acúmulos são resultados das taxas de crescimento, explicitadas na Tabela

13, na qual observam-se taxas de crescimento de 45,9, 36,4 e 31,7 g m-2 dia-1 para milho

sobre palhada de feijão, milheto e Brachiaria, respectivamente. Valores semelhantes foram

observados por Andrade (1993), na faixa de 30,0 g m-2 dia-1.

Figura 5. Curva de crescimento de plantas inteiras de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Na Tabela 14 também são encontrados os momentos de maior taxa de

crescimento do milho nos diferentes ambientes. Nota-se que independentemente do

acúmulo de matéria seca ser maior ou menor, o momento de maior taxa de crescimento do

milho ocorreu entre os 65 e 67 dias após a emergência (DAE). Isso permite concluir que o

fator de maior variação foi o crescimento vegetal e não o desenvolvimento.

Essa diferença pode ser atribuída ao nitrogênio disponível para as plantas de

milho que, provavelmente, foi superior na área com palhada de feijão e menor sob palhada

de Brachiaria, apesar dessa diferença não ter sido estatisticamente significante no

conteúdo de nitrogênio microbiano (NBM) (Tabela 8). Observa-se uma tendência de mais

NBM na palhada de feijão do que na palhada de Brachiaria.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120Dias após a emergência

Massa da matéria seca da planta inteira (g m ) .

BraquiáriaMilhetoFeijãoValores observados - BraquiáriaValores observados - milhetoValores observados - feijão

-2

62

Tabela 14. Taxa de crescimento instantânea de plantas inteiras de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento instantânea da

cultura (g m-2 dia-1) DAE*

Brachiaria brizantha 31,7 67 Milheto 36,4 65 Feijão 45,9 66

*DAE: dias após a emergência.

Avaliando separadamente as partes botânicas do milho, como folhas, colmos e

espigas, observa-se, nas Figuras 6, 7 e 8 que o comportamento foi semelhante entre as

diferentes palhadas de cobertura, no sentido de que as plantas cultivadas em palhada de

feijão apresentam maiores valores de matéria seca.

Mais detalhadamente, para massa seca de folhas de milho, observam-se valores

ao redor de 350, 300 e 270 g m-2 para as palhadas de feijão, milheto e Brachiaria,

respectivamente (Figura 6). Nota-se que o aumento mais intenso do acúmulo de matéria

seca nas folhas ocorreu até cerca de 40 DAE, sendo que após esse período ocorreu uma

estabilização desse acúmulo. Esse comportamento se repete para as plantas

independentemente da palhada de cobertura do solo.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450


Massa da matéria seca de folhas (g m ) .

BraquiáriaMilhetoFeijãoValores observados - BraquiáriaValores observados - MilhetoValores observados - Feijão

Figura 6. Curva de crescimento de folhas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

-2

63

Quanto à taxa máxima de crescimento das folhas de milho, observa-se na

Tabela 15 os valores de 12,4; 13,2 e 20,0 g m-2 dia-1, tendo ocorrido aos 35; 34 e 33 DAE,

sobre as palhadas de B. brizantha, milheto e feijão, respectivamente.

Tabela 15. Taxa de crescimento instantânea de folhas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento das folhas

(g m-2 dia-1) DAE*



Na Figura 7, pode-se observar as curvas de acúmulo de matéria seca nos

colmos de milho, cujos comportamentos são muito semelhantes ao das folhas, sendo seus

valores máximo de, aproximadamente, 500, 560 e 700 g m-2 nas palhadas de B. brizantha,

milheto e feijão, respectivamente.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Massa da matéria seca de colmos (g m ) .


Figura 7. Curva de crescimento de colmos de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Porém, o acúmulo de matéria seca nos colmos ocorre em um período pouco

mais avançado do ciclo da cultura, quando comparado às folhas, ou seja, as taxas máximas

de acúmulo de matéria seca nos colmos ocorreu entre os 41 e 45 DAE (Tabela 16). Esse

-2

64

comportamento é explicado pelo fato de que a planta prioriza produção de folhas para

produção de fotoassimilados. Posteriormente, há a necessidade de sustentar os futuros

frutos, sendo, para isso, necessário acumular matéria seca nos colmos.

Tabela 16. Taxa de crescimento instantânea de colmos de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento dos colmos

(g m-2 dia-1) DAE*



Em relação às espigas, observa-se na Figura 8 que aquelas desenvolvidas sobre

palhada de feijão sofreram acúmulo de matéria seca mais acentuado em relação àquelas

sobre Brachiaria e milheto. Observa-se as taxas máximas de crescimento das espigas e o

período de ocorrência na Tabela 17, de 27,12; 31,20 e 55,41g m-2 dia-1, ocorridas aos 81,

78 e 73 DAE, para os cultivos sobre palhadas de Brachiaria, milheto e feijão,

respectivamente. Tais resultados permitir inferir que o milho cultivado sobre palhada de

feijão teve o desenvolvimento das espigas levemente influenciado, uma vez que apresentou

maior taxa de crescimento das espigas num tempo mais curto. Isso poderia estar

relacionado a um ligeiro encurtamento de seu ciclo. Por outro lado, poder-se-ia inferir que

a palhada de Brachiaria é que influenciou o alongamento do ciclo do milho.

65

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800


Massa da matéria seca de espigas (g m ) .


Figura 8. Curva de crescimento de espigas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Tabela 17. Taxa de crescimento instantânea de espigas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento das espigas

(g m-2 dia-1) DAE*



Em relação ao IAF do milho, observa-se na Figura 9 que os maiores valores,

cerca 6,0 m2 m-2, foram obtidos para o cultivo sobre palhada de feijão, seguido de milheto,

5,0 m2 m-2 e Brachiaria, 4,5 m2 m-2. Tais valores de IAF foram obtidos ao redor dos 65

DAE, para populações de 53.333 plantas ha-1 sobre as palhadas de feijão e Brachiaria e de

50.000 plantas ha-1 sobre palhada de milheto.

-2

66

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0


Índice de área foliar (m m

) .


Figura 9. Índice de área foliar de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Machado et al. (1980), por ocasião do florescimento do milho, encontraram os

seguintes valores: 5,1 m2 m-2 (66 mil plantas ha-1), 3,9 m2 m-2 (50 mil plantas ha-1) e 2,8 m2

m-2 (33 mil plantas ha-1), enquanto que Braz et al. (2005) observaram valor máximo de IAF

do milho igual a 3,77 m2 m-2, obtido aos 60 DAE.

Em relação à taxa de crescimento do IAF, ou seja, à sua intensidade de

aumento, observa-se na Tabela 18 valores muito semelhantes nos cultivos sobre palhadas

de Brachiaria e milheto, de 0,094 0,098 m2 m-2 dia-1, respectivamente, porém, um tanto

superior para a palhada de feijão, que foi de 0,129 m2 m-2 dia-1. Valores semelhantes foram

obtidos por Braz et al. (2005), de 0,09 m2 m-2 dia-1 aos 34 DAE.

Apesar dessa diferença na taxa de crescimento do IAF, o momento de

ocorrência foi praticamente igual para os três sistemas de cultivo, ou seja, entre 38 e 39

DAE. Isso permite afirmar mais uma vez que, o fenômeno influenciado pelas diferentes

coberturas do solo na cultura do milho foi o crescimento e não o desenvolvimento.

2

-2

67

Tabela 18. Taxa de crescimento do índice de área foliar de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de seu maior valor (DAE)

Palhada Taxa de crescimento do IAF

(m2 m-2 dia-1) DAE*



São apresentados na Tabela 19 os coeficientes estimados das equações

ajustadas para massa de matéria seca total, de folhas, colmos e espigas de milho cultivado

sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão. Observa-se na Tabela 19 que

todos os coeficientes estimados são altamente significativos, dando confiabilidade às

curvas apresentadas no presente trabalho.

Tabela 19. Coeficientes estimados de massa de matéria seca total, de folhas, colmos e espigas de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Massa da material seca total Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE1) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 2.198,35** 17,35** 66,84** 141,15 2,35 3,35 Milheto 2.446,57** 16,80** 64,61** 135,88 2,14 2,91 Feijão 3.181,14** 17,32** 66,36** 250,04 2,92 4,12

Massa da matéria seca de folhas Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 271,32** 5,47** 35,06** 4,90 0,79 0,96 Milheto 291,29** 5,50** 33,74** 4,47 0,66 0,83 Feijão 365,91** 4,56** 33,47** 8,54 0,92 1,22

Massa da matéria seca de colmos Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 511,62** 7,40** 44,84** 13,51 1,21 1,33 Milheto 583,79** 8,03** 43,97** 18,68 1,53 1,68 Feijão 716,14** 7,36** 41,38** 28,20 1,88 2,08

Massa da matéria seca de espigas Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 1.355,95** 12,50** 81,21** 115,55 2,12 3,26 Milheto 1.489,55** 11,94** 77,90** 84,46 1,56 2,22 Feijão 1.562,21** 7,05** 73,01** 36,08 0,59 0,72

**Significativo a 5% e * a 1%.

68

Os coeficientes, erros padrão e significância do IAF do milho, esses são

apresentados na Tabela 20. Nesta, observa-se que para as três condições de cultivo, o

ajuste do coeficiente z foi o de menor significância, de 5%, enquanto que os coeficientes a

e b foram significativos a 1%.

Tabela 20. Coeficientes estimados de índice de área foliar de milho cultivado sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Índice de area foliar Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores z a b z a b Brachiaria 3,80.10-1* 7,29.10-2** 5,24.10-4** 1,69.10-1 1,32.10-2 9,34.10-5 Milheto 4,24.10-1* 7,18.10-2** 5,20.10-4** 1,47.10-1 1,03.10-2 7,38.10-5 Feijão 4,74.10-1* 7,50.10-2** 5,38.10-4** 1,79.10-1 1,12.10-2 7,92.10-5

**Significativo a 5% e * a 1%. 1DAE: dias após a emergência.

4.7.2 Análise de crescimento da cultura da soja

Na Figura 10 são apresentadas as curvas de acúmulo de matéria seca de plantas

inteiras de soja. Observa-se nos dados ajustados que, por ser uma planta de metabolismo

C3, seu acúmulo de matéria seca não ultrapassa 2.500 g m-2, sendo, assim, inferior ao

acúmulo das plantas de milho, ao redor de 3.000 g m-2. Observa-se ainda que os maiores

valores ocorreram sobre palhada de feijão, 2.200 g m-2, seguido de milheto, 1.700 g m-2 e,

por fim, Brachiaria, 1.300 g m-2. Estudos passados apresentaram produções de matéria

seca de 2.700 g m-2 (Cobucci & Portela, 2003) e cerca de 1.200 g m-2 (Andrade, 1993).

69

0

500

1000

1500

2000

2500

3000


Massa da matéria seca da planta inteira (g m ) .


Figura 10. Curva de crescimento de plantas inteiras de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Na Tabela 21 são apresentadas as respectivas taxas de crescimento da cultura

da soja, para os cultivos sobre palhada de Brachiaria, milheto e feijão. Nota-se que as

plantas sobre palhada de Brachiaria apresentaram menor taxa de crescimento, equivalente

a 23,95 g m-2 dia-1, sendo que essa taxa máxima ocorreu aos 56 DAE. Para palhada de

milheto, a taxa de crescimento foi de 44,23 g m-2 dia-1, com pico aos 66 DAE e para

palhada de feijão foi de 42,72 g m-2 dia-1, com pico aos 72 DAE.

Tabela 21. Taxa de crescimento instantânea de plantas inteiras de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento da cultura

(g m-2 dia-1) DAE*



A análise de crescimento das folhas de soja é apresentada na Figura 11, na qual

observa-se grandes acúmulos de matéria seca nessa parte botânica, superando até os

valores observados no milho. Porém, a estabilização desse acúmulo ocorre mais

-2

70

tardiamente na soja, ao redor de 60 DAE, coincidindo com a emissão dos botões florais,

enquanto que para o milho foi ao redor de 45 DAE.

0

100

200

300

400

500

600

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Massa da matéria seca de folhas (g m ) .


Figura 11. Curva de crescimento de folhas de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Ao observar as taxas de crescimento das folhas de soja (Tabela 22), nota-se que

os valores são diferentes, sendo de 8,81, 13, 88 e 15,02 g m-2 dia-1, tendo ocorrido aos 50,

51 e 52 DAE, para os cultivos sobre palhadas de Brachiaria, milheto e feijão,

respectivamente.

Tabela 22. Taxa de crescimento instantânea de folhas de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento de folhas

(g m-2 dia-1) DAE*



No caso de acúmulo de matéria seca nas hastes, observa-se na Figura 12 que o

comportamento é bastante semelhante ao das folhas, com o detalhe que a maior intensidade

de acúmulo se estende até cerca de 70 DAE. Essa estratégia foi notada também no milho e

é interessante para que a planta suporte a carga de grãos a ser obtida. Quanto à taxa de

-2

71

crescimento das hastes, nota-se na Tabela 23 que apesar de acumular menos matéria seca

sobre palhada de Brachiaria, 10,39 g m-2 dia-1, o maior acúmulo ocorreu no mesmo

período das plantas sobre palhadas de milheto e feijão, que foram entre 59 e 60 DAE.

0

100

200

300

400

500

600

700

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Massa da matéria seca de hastes (g m ) .


Figura 12. Curva de crescimento de hastes de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Tabela 23. Taxa de crescimento instantânea de hastes de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento de hastes

(g m-2 dia-1) DAE*


*DAE: dias após a emergência

Em relação ao acúmulo de matérias seca nas vagens, observa-se na Figura 13 e

na Tabela 24 que a maior intensidade de acúmulo ocorre entre os 80 e 110 DAE. Mais

detalhadamente, para o cultivo sobre braquiária, parace ter havido um retardamento nesse

acúmulo.

-2

72

0

200

400

600

800

1000

1200

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Massa da matéria seca de vagens (g m ) .


Figura 13. Curva de crescimento de vagens de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Tabela 24. Taxa de crescimento instantânea de vagens de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão e momento de maior valor dessa taxa (DAE)

Palhada Taxa de crescimento de vagens

(g m-2 dia-1) DAE*



Ao avaliar o IAF da soja, observa-se na Figura 14 valores ao redor de 14, 12 e

9 m2 m-2 dia-1, para as coberturas de feijão, milheto e Brachiaria. É interessante notar a

fase de mais lento crescimento do IAF até os 40 DAE, o que não ocorreu com o milho.

Valores semelhantes foram encontrados por Cobucci & Portela (2003), sendo o IAF igual a

14 aos 65 DAE. Em relação à intensidade de aumento do IAF, observa-se na Tabela 25

valores de 0,289, 0,371 e 0,421 m2 m-2 dia-1, para as palhadas de Brachiaria, milheto e

feijão, respectivamente, tendo ocorrido entre os 59 e 61 DAE. Essa semelhança no período

de ocorrência de maior acúmulo evidencia que o fenômeno influenciado foi apenas o

crescimento, e não o desenvolvimento, como também observado no milho.

-2

73

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Índice de área foliar (m m

) .


Figura 14. Índice de área foliar de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Tabela 25. Taxa de crescimento do índice de área foliar de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha milheto e feijão e seu momento de maior valor (DAE)

Palhada Taxa de crescimento do IAF

(m2 m-2 dia-1) DAE*



Nas Tabelas 26 e 27 são apresentados os coeficientes estimados, suas

significâncias e os erros padrão para acúmulos de matéria seca e IAF, respectivamente.

Observa-se que, de forma semelhante aos ajustes adotados para o milho, o coeficiente z

para o IAF apresentou menor significância, enquanto que para acúmulo de matéria seca nas

hastes, não houve significância.

2 -2

74

Tabela 26. Coeficientes estimados de massa de matéria seca total, de folhas, hastes e vagens de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Massa da material seca total Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE1) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 1.439,48** 15,02** 75,44** 113,96 2,39 3,74 Milheto 1.664,23** 9,40** 66,16** 70,96 1,51 1,81 Feijão 2.244,93** 13,14** 71,85** 239,75 3,52 4,73

Massa da matéria seca de folhas Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 197,83** 5,61ns 50,24** 28,77 5,14 5,87 Milheto 303,79** 5,47ns 51,03** 40,09 4,90 5,58 Feijão 374,49** 6,22ns 51,55** 40,76 4,23 4,81

Massa da matéria seca de hastes Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 318,78** 7,67** 60,11** 15,09 1,74 2,04 Milheto 436,71** 6,38** 58,57** 20,70 1,70 1,97 Feijão 510,34** 6,68* 59,34** 30,49 2,15 2,50

Massa da matéria seca de vagens Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores a (g m-2) b (DAE) c (DAE) a (g m-2) b (DAE) c (DAE) Brachiaria 1.266,76** 11,07** 102,77** 1,3.10-5** 6,3.10-5** 1,5.10-10** Milheto 1.034,77** 7,87** 90,08** 2,8.10-7** 7,9.10-4** 6,0.10-13** Feijão 9.311,73** 52,89** 857,05** 2,0.10-16** 6,7.10-13** 2,0.10-16**

ns não significativo, **significativo a 5% e * a 1%. 1DAE: dias após a emergência.

Tabela 27. Coeficientes estimados de índice de área foliar de soja cultivada sobre palhadas de Brachiaria brizantha, milheto e feijão

Índice de area foliar Coeficiente estimado Erro padrão

Fatores z a b z a b Brachiaria 0,0015ns 0,2158** 0,0013** 0,0019 0,0315 0,0002 Milheto 0,0059ns 0,1945** 0,0012** 0,0048 0,0209 0,0001 Feijão 0,0070ns 0,1920** 0,0012** 0,0059 0,0217 0,0001

ns não significativo, **significativo a 5% e * a 1%.

5 CONCLUSÕES

De acordo com os resultados obtidos no presente trabalho, pode-se concluir

que, para tais condições:

• as palhadas de cobertura do solo avaliadas apresentaram taxas de

decomposição semelhantes, sendo o diferencial, a quantidade produzida

de matéria seca por área, na qual a Brachiaria foi superior;

• as espécies leguminosas, como soja e feijão, propiciaram ambiente mais

estressante à microbiota do solo;

• a Brachiaria brizantha como precedente cultural promoveu a diminuição

da população dos fitopatógenos Fusarium solani e Fusarium oxysporum e

o aumento da população do antagonista Trichoderma spp.;

• as produtividades de milho não diferiram quanto à palhada de cobertura

do solo enquanto que a produtividade de soja foi menor sobre palhada de

B. brizantha e

• as curvas de acúmulo de massa de matéria seca de milho e soja são

coerentes com os resultados de produtividade, ou seja, a produção de

grãos correlacionou-se positivamente com a massa da matéria seca

acumulada pela planta.

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