Avaliação da compactação do solo em sistemas rotacionados para bovinos de leite

Evaluation of soil compaction in rotational systems for dairy cattle

ABSTRACT - Soil is one of the key factors for the success of agricultural production. Inappropriete management can entail problems such as compaction, which negatively impacts the plants’ root development. Besides infiltration’s decrease of water in the soil. The objective was to evaluate soil compaction and permeability using rotated dairy cattle paddocks. The areas evaluated were: the paddocks are constitued by Brachiaria brizantha (synonymy Urochloa brizantha) cv. MG-5 Vitória, Panincum maximum cv. Mombaça, an uncultivated plowed area and an attestant area which was constitued by native forest. It was observed that at depth 0–20 cm the area Brachiaria and Mombaça’s showed bigger compaction rates than plowed area and native forest area. About infiltration of water in soil, it was found that the highest values correspond to native forest area and plowed area. Areas with highest degrees of compaction promoted water infiltration decrease in soil and possibly will compromise the productivity.

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Introdução

O solo é um dos fatores primordiais para o sucesso da produção agrícola, sendo associado a um conjunto constituído de fatores químicos, físicos e biológicos, relacionados às condições ambientais. Todavia, a displicência com a utilização destes recursos, tem proporcionado a sua degradação, principalmente devido ao aumento da compactação do solo. De acordo com MUELLER et al. (2010), a compactação inicia-se com a alteração da estrutura do solo, sendo um fator que compromete negativamente o desenvolvimento do sistema radicular das plantas, além da diminuição de infiltração de água e menor armazenamento de água no solo. Solos com valores acima de 2 Mpa, encontram-se em grave estágio de compactação (HAMZA e ANDERSON, 2005). A capacidade absortiva de água pelas raízes é drasticamente reduzida com o aumento da compactação do solo. Diante disso, a degradação das pastagens, pode surgir com o agravamento das propriedades do solo, comprometendo a sustentabilidade (PARENTE e MAIA, 2011). O município de São João del-Rei, localizado no Campo das Vertentes em Minas Gerais, possui como destaque econômico no setor rural a pecuária leiteira, utilizando as cultivares do gênero Brachiaria (sinonímia Urochloa), principalmente B. decumbens, B. brizantha e Panicum maximum cv. Mombaça, sendo suas exigências compatíveis com os solos de maior expressão no município. Desta forma objetivou-se com este estudo avaliar o grau de compactação e a infiltração de água do solo em sistema rotacionado para bovinos de leite.

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Revisão Bibliográfica

         O território brasileiro ocupa aproximadamente 210 milhões de hectares, sendo cerca de 180 milhões de hectares ocupados por pastagens, e destes, 70% estão em processos de degradação (EMBRAPA, 2015). Mesmo havendo problemas relacionados com a degradação do solo, o seu manejo adequado ainda encontra-se primitivo em muitas regiões do país. Atributos como textura e estrutura, proporcionam a formação do solo e define a sua geometria (REICHARDT e TIMM., 2012). Estas características são de extrema importância e podem influenciar no crescimento das plantas, bem como nos teores de água e ar presentes no solo PEREIRA e THOMAZ (2015). Segundo PARENTE e MAIA (2011) verificaram que existe uma relação entre o aumento da densidade e a redução da porosidade, proporcionando assim o aumento da resistência mecânica à penetração do solo.

A compactação do solo vem trazendo preocupação, pois as pastagens vêm perdendo produtividade rapidamente (TORRES et al., 2015). De acordo com MARCHÃO et al. (2007), a compactação depende de vários fatores, dentre eles, o tipo de solo, a taxa de umidade, a lotação animal, a produção de forragem e a cultivar introduzida no sistema. Segundo MONTANARE et al. (2012) a compactação influencia diretamente as propriedades físicas do solo e todas as etapas do desenvolvimento vegetativo. Além disso, a compactação diminui a taxa de infiltração e o armazenamento de água no solo, causando diminuição da produtividade, principalmente em épocas de estiagem. Isso ocorre devido ao aumento da densidade do solo, diminuindo sua macroporosidade, fazendo com que a água fique impedida de infiltrar. Com a baixa infiltração de água no solo, o escoamento superficial aumenta, causando o arraste de nutrientes, matéria orgânica e sedimentos por erosão hídrica, culminando com o empobrecimento da terra.

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Materiais e Métodos

O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Risoleta Neves, pertencente à Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais, sediada na Universidade Federal de São João del-Rei-MG. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Cwb, com verão úmido e inverno seco. A precipitação anual concentra-se no período de outubro a abril e o total médio está em torno de 1.400 mm. A temperatura média anual é de 19ºC. Foram selecionados três piquetes integrantes de um sistema rotacionado para bovinos de leite e uma área testemunha, sendo quatro sistemas de cultivo: um piquete com pastagem de B. brizantha cv. MG-5 Vitória, um piquete com pastagem de P. maximum cv. Mombaça, um piquete recém preparado por aração e gradagem e uma área testemunha formada por mata nativa (Floresta Estacional Semidecidual) em estágio médio de regeneração. O solo predominante foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico conforme Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 2013). A resistência mecânica do solo à penetração (RMP) foi obtida por meio do penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar, onde foram amostrados 15 pontos aleatórios com a profundidade de amostragem até 60 cm. Os dados obtidos foram submetidos ao programa computacional Penetron, desenvolvido por STOLF (1991). Para determinar a umidade do solo nos dias da análise da RMP, utilizou-se o método gravimétrico de acordo com EMBRAPA (1997). Para análise da RPM utilizou-se o delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 4x3, correspondente a 4 sistemas de cultivo (Brachiaria, Mombaça, Área Arada e Mata Nativa) e 3 profundidades (0-20, 20-40 e 40-60 cm), com 15 repetições e 12 tratamentos. A análise de infiltração de água em cada piquete foi realizada por meio do Infiltrômetro Mini Disk Portátil, desenvolvido pela DEVICES (2016). Os dados obtidos foram submetidos ao programa computacional New mini Disk Infiltrometer Macro (DEVICES, 2005). Posteriormente utilizou-se o delineamento inteiramente ao acaso para avaliar os efeitos dos sistemas de uso do solo sobre a infiltração de água no solo. Os resultados da RMP e da infiltração de água foram submetidos à análise de variância, com a posterior aplicação do Teste de Tukey a 5% de significância para a comparação de médias. As análises estatísticas foram feitas utilizando no software R (R CORE TEAM, 2016).

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Resultados e Discussão

A RPM foi influenciada significativamente (P<0,05) pela interação entre os fatores estudados, sistemas de cultivo e profundidade. Os resultados obtidos das pressões médias (MPa) para as três profundidades avaliadas em cada área encontram-se na Tabela 1. Observou-se que na profundidade de 0-20 cm, os piquetes compostos por Brachiaria e Mombaça apresentaram taxas de RMP significativamente maiores do que a Mata Nativa e o piquete Arado, sem se diferirem entre si. Autores como MELLO et al. (2001), observaram resultados semelhantes determinando que o grau de compactação pode ser intensificado pelo pisoteio de animais nas camadas superficiais do solo. Estes valores foram menores, porém nestas camadas já existe um grau de compactação considerável pressupondo que vários autores consideram valores acima de 2,0 MPa um início de compactação do solo (IMHOFF et al., 2000). Verificou-se que na profundidade de 20-40 cm o piquete formado por Mombaça e a Mata Nativa apresentaram maior RMP, sem se diferirem entre si, seguido pelo piquete formado por Brachiaria. Solos compactados influenciam no alongamento celular podendo prejudicar o crescimento radicular das plantas (BENGOUGH et al., 2006). A Mata Nativa é do tipo secundária, ou seja, foi introduzida em um sistema pelo qual passou por vários processos de perturbações do solo, então possivelmente a compactação surgiu antes do seu estabelecimento na área, ou como já mencionado, pode ser devido a camadas adensadas. SOANE (1986) explica que a adição de resíduos e a ausência de revolvimento do solo em Mata Nativa pode refletir em maior coesão entre as partículas e agregados do solo permitindo que a compactação apareça a longo prazo. No piquete Arado a compactação não se diferiu estatisticamente nas profundidades testadas. Na profundidade de 40-60 cm as áreas testadas não se diferiram entre si quanto à RMP, porém encontram-se com valores de compactação além do limite. Na Tabela 2, estão apresentados os dados de infiltração de água no solo para os diferentes sistemas. Observa-se que os maiores valores corresponderam ao piquete Arado e a Mata Nativa, sendo que os mesmos não diferiram estatisticamente. A Mata Nativa possui um solo mais conservado, admitindo-se que nela não há intervenção animal significativa e qualquer atividade de maquinários que possam comprometer a longo prazo suas características. Quando o solo inicia um processo de compactação os macroporos são os primeiros a serem influenciados (REICHERT et al., 2007). O acúmulo da serapilheira na área de Mata Nativa com possíveis altos valores de matéria orgânica pode ter contribuído para uma melhor estrutura do solo, aumentando sua macroporosidade. O piquete Arado passou por um processo de descompactação, o que proporciona certos benefícios quanto à estrutura física do solo, ou seja, quando se realiza o devido manejo da aração, os macroporos tornam-se mais dispersos, permitindo uma melhor passagem de água no solo. Os sistemas de cultivo com Brachiaria e Mombaça apresentaram as menores médias sem diferença estatística. Este fato deve-se possivelmente ao grau de compactação nas camadas superficiais, o que provoca um impedimento da infiltração de água no solo. De acordo com CANARACHE (1990) valores acima de 2,5 MPa começam a restringir o pleno crescimento das raízes das plantas. Com isso a retenção de água nas camadas mais profundas e a captação de água e nutrientes pelas raízes são dificultadas. Para todas as áreas os valores de umidade do solo estavam próximo à capacidade de campo.

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Conclusões

Os valores para a resistência mecânica à penetração no solo estão acima do limite que é de 2 MPa em todas as áreas estudadas, principalmente nas camadas superficiais do solo. Os piquetes formados por Brachiaria e Mombaça apresentaram taxas de infiltração inferiores àqueles observados em mata nativa.

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Gráficos e Tabelas

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Referências

BENGOUGH-GLYN. A. Bransby, M. F., Hans, J., McKenna, S. J., Roberts, T. J. & Valentine, T. A. (2006).Root responses to soil physical conditions; growth dynamics from field to cell. Journal of Experimental Botany, 57, 437- 447. CANARACHE, A. PENETR - A generalized semi-empirical model estimating soil resistance to penetration. Soil Till. Res., Amsterdam, 16:51-70, 1990. DEVICES, D. Inc. 2365 NE Hopkins Court Pullman WA 99163, Version: September 2, 2016. DEVICES, D. New-Minidisk-Infiltrometer-Macro. 2005. EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 1997. EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa do Solo. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3.ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2013. 353p. EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Embrapa Amazônia Oriental Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Belém, PA 2015. HAMZA, M. A.; ANDERSON, W. K. Soil compaction in cropping systems a review of the nature, causes and possible solutions. Soil and Tillage Research, v. 82, Issue 2 , p. 121-145, 2005. IMHOFF, S.; SILVA, A. P. da; TORMENA, C. A. Aplicações da Curva de Resistencia no Controle da Qualidade Física de um Solo sob Pastagem. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 35, n. 7, p. 1493-1500, jul. 2000. MARCHÃO, R. L.; BALBINO,L.C.; SILVA, E. M.; SANTOS  J. J. D. G .; SÁ, M. A. C.; VILELA, L.; BECQUER, T. Qualidade física de um latossolo vermelho sob sistemas de integração lavoura pecuária no Cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 42, p. 873-882, 2007. MONTANARI, R.; SOUZA, G. S. A.; PEREIRA, G. T.; MARQUES JÚNIOR, J.; SIQUEIRA, D. S.; SIQUEIRA, G. M. The use of scaled semivariograms to plan soil sampling in sugarcane fields. Precision Agriculture, Amsterdam, v. 13, p. 542-552, 2012. MELLO, L.M.M. et al.:Atributos físicos do solo em pastejo rotacionado de sorgo na integração agricultura-pecuária no sistema de plantio direto. In: Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, 30, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, Resumos, 2001. 4p. CDRom. MULLER,L.; SCHINDLER ,U.; MIRSCHEL, W.; SHEPHERD, T.G.; BALL B.C.; HELMING. K.; ROGASIK, J.; EULENSTEIN,F.; WIGGERING, H. Assessing the pro-ductivity function of soils. A review. Agron Sustain Dev 30:601–614, 2010. PARENTE,.H.N.;  MAIA,M.O;. Impacto do pastejo sobre a compactação dos solos com ênfase no Semiárido. Revista Trópica – Ciências Agrárias e Biológicas V. 5, N. 3, pág. 3, 2011. PEREIRA, A.A.; THOMAZ. E.L. Parâmetros físicos do solo em diferentes sistemas de manejo convencional, Município de Reserva-PR.Revista do Departamento de Geografia – USP, Volume 30 (2015), p.65 a 76. R CORE TEAM (2016). R: A language and environment for statistical  computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/ REICHARDT, K.; TIMM,L.C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e aplicações. São Paulo: Manole, 2012. 497p. SOANE, B.D. Process of soil compaction under vehicular traffic and means of alleviating it. In: LAL, R.; SANCHEZ, P.A.; CUMMINGS, R.W.Land clearing and development in the tropics. Rotterdam: Balkema Publisher, 1986. p.265-297. STOLF, R. Teoria e teste experimental de fórmulas de transformação dos dados de penetrômetro de impacto em resistência do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 15, p. 299-235, 1991.