UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE AGRONOMIA

DEPARTAMENTO DE SOLOS

RELATÓRIO PARCIAL DE ATIVIDADES

Avaliação da fertilidade do solo e das frações da matéria orgânica do solo em

áreas de colheita de cana-de-açúcar com e sem queima da palhada.

Projeto PA - 1029/12

RELATÓRIO PARCIAL DO BOLSISTA

Período de Outubro de 2012 a Fevereiro de 2013

Shirlei Almeida Assunção

Orientador: Marcos Gervasio Pereira

SeropédicaFevereiro de 2013

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Sumário

1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 5

2. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................... 6

3. MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................................... 8

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO PARCIAIS ............................................................ 11

.................................................................................................................................... 14

FIGURA 4. TEORES DE CARBONO ORGÂNICO TOTAL (COT), MANEJO DO SOLO. ......................................................................................................................... 14

LEGENDA: CC- CANA CRUA, CQ- CANA QUIEMADA, PC- PLANTIO CONVENCIONAL, CM CULTIVO MÍNIMO E PROF- PROFUNDIDADE.LETRAS MAIÚSCULAS DISTINTAS NA COLUNA DIFEREM ENTRE SI PELO TESTE DE DUCAN AO NÍVEL DE 5% DE PROBABILIDADE. .................................................... 14

ATRAVÉS DA ANÁLISE DA FIGURA 5, VERIFICA-SE QUE NÃO HOUVE DIFERENÇA ESTATÍSTICA NOS TEORES DE COT EM FUNÇÃO DO MANEJO DA PALHADA. UMA DAS POSSÍVEIS EXPLICAÇÕES PARA ESSE PADRÃO É QUE QUANDO É PRATICADA A QUEIMA DA PALHADA, OCORRE UM INCREMENTO RÁPIDO DOS TEORES DE COT NO SOLO, PORÉM ESSE COT É INERTE (NÃO REATIVO), OU SEJA, NÃO OCORRE A MINERALIZAÇÃO, NÃO APRESENTANDO, PORTANTO MELHORIA NOS ATRIBUTOS DO SOLO. A QUEIMA DA PALHADA ELIMINA A COBERTURA DO SOLO DEIXANDO-O EXPOSTO E SUJEITO A MAIORES PERDAS POR PROCESSOS EROSIVOS. ..... 14

.................................................................................................................................... 14

FIGURA 5. TEORES DE CABONO ORGÂNICO TOTAL ( COT), MANEJO DA PALHADA. ................................................................................................................... 14

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LEGENDA: CC- CANA CRUA, CQ- CANA QUIEMADA, PC- PLANTIO CONVENCIONAL, CM CULTIVO MÍNIMO E PROF- PROFUNDIDADE.LETRAS MAIÚSCULAS DISTINTAS NA COLUNA DIFEREM ENTRE SI PELO TESTE DE DUCAN AO NÍVEL DE 5% DE PROBABILIDADE. .................................................... 14

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 15

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1. INTRODUÇÃO

Dentre as principais culturas produzidas no Brasil a cana de açúcar (Saccharum ssp.)

assume papel relevante, que pode ser atribuído à sua múltipla utilização, podendo ser utilizada

in natura, sob a forma de forragem, para alimentação animal, ou como matéria prima para a

fabricação de rapadura, melado, aguardente, açúcar e álcool. O Brasil é o maior produtor de

cana-de-açúcar e o maior exportador mundial de etanol (IBGE, 2011) Segundo dados da

comissão nacional de abastecimento (Conab, 2012) os principais produtores nacionais de cana

de açúcar são os estados de Goiás, Minas Gerais e São Paulo sendo este último o maior

produtor nacional.

A implantação da cana no Brasil coincide com a própria história do país. Em geral,

áreas de florestas nativas como a Mata Atlântica cederam lugar aos canaviais. Dentre as

estratégias de manejo dessa cultura, que também remetem a esse período de colonização,

destaca-se, ainda hoje, a colheita usando-se o fogo, realizada para facilitar atividades de corte

e carregamento e transporte da cana-de-açúcar (Baldotto et al., 2007). O tipo de manejo a ser

empregado para a colheita da cana-de-açúcar pode influenciar a produção e longevidade da

cultura, os atributos físicos, químicos e biológicos do solo, o meio ambiente e a saúde pública

(Canellas et al., 2008).

Outro fator relevante da produção de cana no Brasil é o fator econômico social, a

produção da cana-de-açúcar para fabricação de etanol permitirá o emprego de energias limpas

com o aproveitamento de créditos de carbono e outros mecanismos nacionais e internacionais

que permitam atrair investimentos nas regiões produtoras (Conab, 2012) O sistema de colheita

por cana queimada elimina a matéria seca e aumenta a concentração de gás carbônico na

atmosfera, contribuindo com o efeito estufa e diminuindo o teor de matéria orgânica no solo

(Souza et al., 2005). Para minimizar os efeitos negativos causados pelo sistema de colheita

com o fogo o sistema de cultivo de cana crua foi desenvolvido com a finalidade de eliminar a

queima da cultura, a mobilização superficial dos solos e mantê-los cobertos com resíduos

culturais. Nesse sistema, busca-se a redução da erosão e da compactação superficial do solo

pelo aumento do tráfego de máquinas, ou seja, o aumento densidade do solo e redução de sua

porosidade total, a qual poderá restringir o desenvolvimento radicular das culturas (Souza et

al., 2005).

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2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. Cana de açúcar

A cana-de-açúcar é uma gramínea semi-perene, de sistema radicular fasciculado e

muito dependente das condições físicas e químicas dos solos (EMBRAPA, 2009), essa

gramínea se adaptou muito bem as condições climáticas do país e hoje o Brasil é o maior

produtor e também o maior exportador mundial de etanol (Conab, 2012). A área cultivada com

cana-de-açúcar que será colhida e destinada à atividade sucroalcooleira na safra 2012/13 está

estimada em 8.520,5 mil hectares, distribuídas em todos estados produtores conforme suas

características. O estado de São Paulo é o maior produtor com 51,87% (4.419,46 mil hectares),

seguido por Goiás com 8,52% (725,91 mil hectares), Minas Gerais com 8,47% (721,86 mil

hectares), Paraná com 7,17% (610,83 mil hectares), Mato Grosso do Sul com 6,37% (542,70

mil hectares), Alagoas com 5,23% (445,71 mil hectares) e Pernambuco com 3,84% (327,61

mil hectares). Nos demais estados produtores as áreas são menores, com representações abaixo

de 3%. (Conab, 2012) demonstrando dessa maneira a importância econômica dessa cultura no

país.

2.2. Manejo da Palhada

O sistema de colheita da cana de açúcar é realizado atualmente sob dois tipos de

manejo: com o uso do fogo (cana queimada), manejo praticado no país desde os primórdios da

produção e a colheita da cana crua, para ambos os tipos de manejos existem vantagens e

desvantagens, seja do ponto de vista econômico ou ambiental.

De acordo com Rezende (2009), com a queima, são perdidos cerca de 10 t ha-1 ano-1

de palha, que contém diversos nutrientes, dentre os quais se destacam N (40–60 kg ha-1), S

(15–30 kg ha-1) e C.(4.500 kg ha-1). E devido aos problemas ambientais que tal prática

ocasiona, existe uma forte pressão social para que a agroindústria sucroalcooleira venha abolir

esta prática, passando a utilizar a colheita da cana crua. Neste tipo de colheita, a palhada da

cana-de-açúcar é deixada quase intacta sobre a superfície do solo quando colhida

manualmente ou, então, triturada caso a colheita seja feita mecanicamente (Perez et al., 2010).

No estado de São Paulo, maior produtor de cana-de-açúcar do Brasil (UNICA), a Lei

Estadual nº. 11.241/02 estabelece que uso do fogo como método despalhador e facilitador do

corte da cana-de-açúcar deve ser abolido de forma gradativa, ou seja, para áreas mecanizáveis,

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na ordem de 20% no 1º ano (2002), 30% no 5º ano (2006), 50% no 10º ano (2011), 80% no

15º ano (2016) e 100% no 20º ano (2021) e, para áreas não mecanizáveis (com declividade

superior a 12% e/ou menor de 150há), na ordem de 10% no 10º ano (2011), 20% no 15º ano

(2016), 30% no 20º ano (2021), 50% no 25º ano (2026) e 100% no 30º ano (2031). A prática

de colheita da cana sem o uso do fogo implica em vários benefícios tanto sociais com

ambientais, a mudança da colheita manual de cana queimada para a colheita mecanizada de

cana crua implica na queda de aproximadamente 80% das emissões de gases do efeito estufa

(GEEs) que ocorrem na colheita. Também implica na preservação de nutrientes, especialmente

N e S, manutenção da umidade e proteção da superfície do solo, devido à manutenção da palha

no terreno (Soares et al, 2009).

2.3 Manejo do Solo

O sistema de preparo do solo convencional, baseado na aração e gradagem, promove

um grande revolvimento do solo, geralmente apresenta conseqüências negativas,

principalmente relacionadas à conservação do solo, ocasionando redução da quantidade de

matéria orgânica do solo (MOS), diminuição da porosidade do solo dentre outros. Os efeitos

negativos desse tipo sistema de preparo do solo são potencializados nas regiões tropicais como

as do Brasil, pela maior intensidade de chuvas e maior temperatura (Pinheiro et al., 2004). Os

preparos de solo conservacionistas, representados principalmente pelo sistema de plantio

direto e cultivo mínimo, caracterizam-se pela ausência quase que completa de preparo e

revolvimento do solo, o que torna estes sistemas de manejo mais eficazes no controle da

erosão hídrica do que os preparos de solo convencionais (Arantes et al., 2012).

Mais recentemente os produtores de cana-de-açúcar no Brasil adotaram o sistema de

plantio direto para a renovação do canavial, onde a cultura anterior remanescente e as ervas

daninhas são controladas por herbicidas, e a única operação mecânica no solo é a formação

dos sulcos. Entretanto, com o aumento na utilização de colheitadeiras mecânicas, a tendência é

de agravar problemas relacionados à compactação do solo e, por isso, parece pouco provável,

por enquanto, que a prática de aração profunda ou subsolagem deixe de ser usada no Brasil

(Soares et al., 2009).

2.3. Matéria Orgânica

A matéria orgânica do solo, se apresenta como um sistema complexo de substâncias,

que tem sua dinâmica governada pela adição de resíduos orgânicos de diversas naturezas, e

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por uma transformação contínua sob a ação, de fatores biologicos, químicos, físicos,

climáticos e do uso e manejo da terra (Fontana, 2009).

Os aportes e transformações da matéria orgânica são fundamentais para manutenção

ou melhoria das propriedades fisícas, quimicas e biologicas do solo e, consequentemente, da

produtividade primária desses sistemas; em ecossistemas de florestas e pastagens tropicais,

principalmente naqueles sobre solos de baixa fertilidade natural (Menezes, 2008). A matéria

orgânica do solo corresponde, a pelo menos metade da capacidade de permuta de cátions do

solo e é talvez responsável, mais do que qualquer outro fator isolado, pela estabilidade dos

agregados. Sendo também responsável por fornecer os componentes necessários á energia e

crescimento dos microrganismos (Brady, 1984). Outro fator importante ressaltado por

Canellas et al, (2003) é que a capacidade de troca catiônica (CTC) é bastante influênciada pelo

conteúdo de matéria orgânica.

Em ecossistemas florestais a produção e decomposição da serapilheira constituem o

principal meio de aporte de matéria orgânica e transferências de nutrientes. Também nesses

mesmos ecossistemas as raízes finas são importantes nas adições de matéria orgânica ao solo

(Menezes, 2008). Sob condições naturais, copas e raízes de árvores, arbustos, gramíneas e

outras plantas nativas fornecem anualmente grandes quantidades de resíduos orgânicos, a

medida que esses materiais são decompostos e digeridos pelos diversos tipos de organismos do

solo. Assim, os tecidos das plantas superiores são a fonte prímaria, não só de alimentos para os

diversos organismos, como também da matéria orgânica, que é essencial á formação do solo.

Os animais são considerados como fontes secundárias de matéria orgânica do solo. Certas

espécies de animais, como minhocas e formigas desempenham também papel importante na

mudança e localização dos resíduos vegetais (Brady, 1984).

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Descrição da área experimental

O estudo esta sendo realizado em área cedida pela Linhares Agropecuária S.A. no

município de Linhares Estado do Espírito Santo, situado entre os paralelos 19º06’ e 19º 18’ de

latitude Sul e os meridianos 39º 45’ e 40º 19’ de Longitude Oeste. A altitude local é de 28,0 m.

De acordo com a divisão regional do Estado, o município de Linhares faz parte da zona

fisiográfica denominada Baixo Rio Doce (EMBRAPA/SNLCS, 1978). Esta região se

caracteriza pela ocorrência de extensas áreas de relevo suave ondulado onde uma série de

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baixos platôs compõem o chamado “relevo tabuliforme”. Os declives raramente são superiores

a 3%.

O clima da região corresponde na classificação de Köppen ao tipo Aw, ou seja, clima

tropical úmido com estação chuvosa no verão e seca no inverno. A estação chuvosa vai de

outubro a abril e a época seca abrange os meses de junho, julho e agosto, podendo se estender

até setembro (Silva, 2000). A vegetação primária remanescente na região é representada pela

floresta tropical subperenifólia.

O experimento está instalado em área de tabuleiro em solo classificado como

Argissolo Amarelo textura arenosa/média (Ravelli Neto & Lima, 1987) apresentado na Figura

1. Os solos dos tabuleiros têm como material de origem, sedimentos argilo-arenosos pré-

edafizados do Terciário que pertencem à Formação Barreiras. De uma maneira geral, estes

solos possuem horizontes bem diferenciados apresentando horizonte B textural com

predomínio de argila caulinítica, sendo normalmente distróficos (Jacomine, 1974).

Figura 1. Perfil de Argissolo Amarelo, representativo da área experimental. (Fonte: Iara

Maria Lopes, 2013)

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3.2. Experimento:

A renovação do canavial apresentado na Figura 2 foi cultivado sob preparo

convencional durante 23 anos e com manejo de colheita de cana crua e cana queimada.

.

Figura 2. Área experimental, detalhe para aos resíduos vegetais produzidos. (Fonte: Iara

Maria Lopes, 2013)

Os tratamentos empregados foram: a ) tratamento 1: área renovada com cultivo

mínimo, dividido em: tratamento 1 A: área renovada com cana crua e tratamento 1 B: área

renovada com cana queimada e b) tratamento 2: área renovada com preparo convencional,

dividido em: tratamento 2 A: área renovada com cana crua e tratamento 2 B: área renovada

com cana queimada.

O cultivo mínimo consiste na destruição da soqueira com a utilização de herbicidas e

abertura de sulcos para o plantio sem o prévio revolvimento do solo. O preparo convencional

consiste de 1 aração e 2 gradagens pesadas.

A colheita da cana crua consiste na despalha manual, na qual o cortador remove com

o podão as folhas do colmo, seguindo-se o corte do pé e da ponta (palmito ou ponteiro). Esse

material, após a colheita, é espalhado uniformemente na área, sem cobrir as soqueiras. Na

colheita de cana queima, o fogo é ateado previamente em todo o perímetro da área, de tal

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forma que o seu término se processe na parte central da mesma. A seguir faz-se o corte como

descrito anteriormente (Silva, 2000).

3.3. Análises Químicas

3.3.1. Carbono Orgânico total (COT)

Determinado pela oxidação da matéria orgânica pelo dicromato de potássio 0,2 mol

L-1 em um meio sulfúrico e titulação pelo sulfato ferroso amoniacal 0,1 mol L -1. Pelo método

de Yeomans & Bremner, 1988.

3.3.2. Fertilidade do solo

Determinação das seguintes analíses: a) pH em água na relação 1:2,5 (solo:água); b)

Ca, Mg, Al trocáveis extraídos com KCl 1 mol L-1, analisados por titulometria: c) P, K e Na

extraídos pelo método Mehlich-1 e analisados por colorimetria e fotometria de chama,

respectivamente, d) H+Al avaliados a através de solução de acetato de cálcio 0,5 mol L -1.

Todos os métodos se encontram descritos em Embrapa (1997).

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO PARCIAIS

Nas tabelas 1,2 e 3 são apresentados os valores de pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg),

alumínio (Al) potássio (K) sódio (Na) H+Al (acidez potencial) e fósforo (P). De maneira geral

os valores de fertilidade do solo foram baixos para todas as profundidades e tipos de manejo

do solo e da palhada, corroborando com os valores de V% que variaram entre 6,30 a 15,84 %.

Entretanto pode-se verificar que na área de cultivo mínimo (CM) os valores dos atributos do

solo foram maiores quando comparados com o plantio convencional (PC) e no manejo da

palhada a cana crua (CC) apresentou os maiores valores dos atributos do solo quando

comparados com o de cana queimada (CQ).

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Tabela 1. Fertilidade na profundidade 0-10 cm

TratamentospH Ca+Mg Ca+2 Mg+2 Al+3

Valor

HValor S Valor T V K+ P

(H2O) cmolc kg-1 de solo % mg kg-1

P C 5,57 0,78 B 0,48 0,29 B 0,58 5,67 0,80 B 6,47 12,57 B 11,55 4,37C M 5,49 1,04 A 0,60 0,44 A 0,59 5,57 1,06 A 6,63 15,84 A 8,09 3,87Crua 5,46 0,95 0,62 0,33 0,57 5,86 0,98 6,83 14,47 9,82 3,18Queimada 5,59 0,87 0,47 0,40 0,60 5,38 0,89 6,27 13,94 9,82 5,06

P S 1,41ns 5,83** 2,18 ns 6,57**0,00

ns0,09 ns 5,40** 0,21ns 5,04** 1,44 ns 0,58 ns

M P3,13

ns1,00ns 3,60 ns 0,30 ns

0,19 ns

2,3 ns 0,99 ns 2,53 ns 0,13 ns 0,00 ns 7,96**

Interação

(PS x MP)

1,70 ns

0,00ns 0,40 ns 0,44 ns3,29

ns0,15 ns 0,00 ns 0,14 ns 0,00 ns 0,8 ns 0,23 ns

CV% 3,18 6,91 35,78 1,86 27,86 13,81 6,85 13,27 25,15 71,96 39,49Legenda: Plantio convencional (PC), Cultivo mínimo (CM), Sistema de preparo do solo (PS), Manejo da palhada (MP).

ns: não significativo; ** significativo à 5% de probabilidade; Letras maiúsculas distintas na coluna diferem entre si pelo teste

de Ducan ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 2. Fertilidade na profundidade de 10-20 cm.

Tratamentos pH Ca+Mg Ca+2 Mg+2 Al+3 Valor SValor

HValor T V% K+ P

(H2O) cmolc kg-1 de solo % mg kg-1 P C 5,43 0,59 B 0,32 0,28 B 0,72 0,60 B 6,25 6,84 8,77 B 2,04 B 2,17

C M 5,31 0,78 A 0,38 0,40 A 0,72 0,81 A 6,27 7,09 11,42 A 11,55 A 1,56Crua 5,35 0,70 0,37 0,33 0,70 6,45 0,72 7,17 10,05 6,36 1,63

Queimada 5,38 0,68 0,33 0,34 0,73 6,07 0,69 6,76 10,14 7,22 2,10P S 2,62 ns 5,51** 1,07 ns 6,60** 0,00 ns 6,34** 0,02 ns 0,80 ns 7,40** 11,02** 2,66 ns

M P 0,14 ns 0,09 ns 0,27 ns 0,02 ns 0,10 ns 0,07 ns 2,92 ns 2,22 ns 0,01 ns 0,00 ns 1,40 ns

Interação (PS

x MP)1,99 ns 0,09 ns 1,07 ns 0,64ns 1,96 ns 0,12 ns 0,00 ns 0,01 ns 0,23 ns 0,25 ns 0,27 ns

CV% 3,59 29,08 45,18 17,88 26,43 29,82 8,82 9,63 23,56 12,88 38,97Legenda: Plantio convencional (PC), Cultivo mínimo (CM), Preparo do solo (PS), Manejo da palhada (MP).

ns: não significativo; ** significativo à 5% de probabilidade; Letras maiúsculas distintas na coluna diferem entre si pelo teste

de Ducan ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 3. Fertilidade na profundidade de 20- 40cm.Tratamentos pH Ca+Mg Ca+2 Mg+2 Al+3 Valor S Valor H Valor T V% K+ P

(H2O) cmolc kg-1 de solo % mg kg-1

P C 5,49 0,44 B 0,18 0,27 B 0,71 0,45 B 6,73 7,17 6,30 B 2,04 0,92

C.M 5,32 0,62 A 0,23 0,38 A 0,81 0,63 A 6,92 7,54 8,27 A 3,77 0,41

12

Crua 5,35 0,54 0,23 0,32 0,77 0,55 7,17 A 7,71 A 7,19 2,90 0,77

Queimada 5,47 0,52 0,18 0,33 0,75 0,52 6,48 B 7,00 B 7,37 2,90 0,56

P S 3,67 ns 7,23** 1,18 ns 6,92**4,12

ns7,94** 0,70 ns 0,20 ns 7,15**

0,99 ns

7,36**

M P 2,02 ns 0,38 ns 1,09 ns 0,18 ns 0,17 ns 0,15 ns 6,03** 5,37** 0,06 ns0,02

ns1,32 ns

Interação

(PS x MP)1,04 ns 0,14 ns

4,52 ns

1,63 ns0,53

ns0,24 ns 0,06 ns 0,01 ns 0,68 ns

3,39 ns

0,17 ns

CV% 3,96 14,94 32,36 17,15 16,53 29,08 4,02 4,92 24,83 9,61 69,01Legenda: Plantio convencional (PC), Cultivo mínimo (CM), Preparo do solo (PS), Manejo da palhada (MP).

ns: não significativo; ** significativo à 5% de probabilidade; Letras maiúsculas distintas na coluna diferem entre si pelo teste de

Ducan ao nível de 5% de probabilidade.

Os teores de carbono orgânico total (COT) apresentados na Figura 4 foram maiores

na profundidade de 0-10 cm com diminuição gradual em profundidade. Foram observadas

diferenças estatísticas ente as áreas de cultivo mínimo (CM) do solo e de plantio convencional

(PC) para todas as profundidades, onde os maiores teores de COT foram encontrados na área

de CM. O menor revolvimento do solo contribui para preservação dos seus atributos,

aumentando dessa maneira os teores de COT. Segundo Canellas et al. (2003) a movimentação

e o preparo do solo para o cultivo (aração, gradagem e abertura de sulcos) favorecem as

reações de oxidação, por meio do aumento da pressão parcial de oxigênio e da exposição de

novas superfícies para o ataque microbiano. O balanço líquido desse efeito é a diminuição dos

teores de matéria orgânica nos sistemas com preparo de solo mais intensivo.

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Figura 4. Teores de carbono orgânico total (COT), manejo do solo.

Legenda: CC- cana crua, CQ- cana quiemada, PC- plantio convencional, CM cultivo mínimo e Prof-

profundidade.Letras maiúsculas distintas na coluna diferem entre si pelo teste de Ducan ao nível de 5% de

probabilidade.

Através da análise da Figura 5, verifica-se que não houve diferença estatística nos

teores de COT em função do manejo da palhada. Uma das possíveis explicações para esse

padrão é que quando é praticada a queima da palhada, ocorre um incremento rápido dos teores

de COT no solo, porém esse COT é inerte (não reativo), ou seja, não ocorre a mineralização,

não apresentando, portanto melhoria nos atributos do solo. A queima da palhada elimina a

cobertura do solo deixando-o exposto e sujeito a maiores perdas por processos erosivos.

Figura 5. Teores de cabono orgânico total ( COT), manejo da palhada.

Legenda: CC- cana crua, CQ- cana quiemada, PC- plantio convencional, CM cultivo mínimo e Prof-

profundidade.Letras maiúsculas distintas na coluna diferem entre si pelo teste de Ducan ao nível de

5% de probabilidade.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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