Atributos de agregação indicadores da qualidade do solo

Atributos de agregação indicadores da qualidade do solo

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ATRIBUTOS DE AGREGAÇÃO INDICADORES DA QUALIDADE DO SOLO EM SISTEMAS...1047

R. Bras. Ci. Solo, 26:1047-1054, 2002

ATRIBUTOS DE AGREGAÇÃO INDICADORES DA QUALIDADE DO SOLO EM SISTEMAS DE MANEJO NA REGIÃO DOS CERRADOS NO SUL DO ESTADO DE GOIÁS(1)

A. F. D’ANDRÉA(2), M. L. N. SILVA(3), N. CURI(3) & M. M. FERREIRA(3)

Os Latossolos sob cerrado têm sido intensivamente incorporados ao processo produtivo agrícola. No entanto, são escassos estudos de qualidade do solo nesse ambiente. O objetivo deste trabalho foi verificar alterações em atributos de agregação indicadores da qualidade do solo, em decorrência da adoção de sistemas de manejo em áreas de cerrado nativo, e selecionar os atributos com melhor desempenho em indicar tais alterações. Foram coletadas amostras nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-40 cm, num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Morrinhos (GO) e avaliados: diâmetro médio geométrico, percentagem de agregados maiores que 2 m (> 2 m), percentagem de agregados menores que 0,25 m (< 0,25 m), índice de floculação, carbono orgânico total e carbono da biomassa microbiana. Os sistemas de manejo consistiram de: (1) cerrado nativo; (2) pastagem; (3) plantio direto irrigado; (4) plantio direto irrigado com histórico de gradagem superficial; (5) plantio convencional irrigado; (6) plantio convencional irrigado recente após pastagem. Os sistemas plantio direto, pastagem e plantio convencional recente não alteraram os atributos de agregação avaliados em relação ao cerrado nativo, enquanto o sistema convencional de longa duração reduziu a estabilidade de agregados em água. Na camada superficial do solo, o teor de carbono orgânico total apresentou correlação positiva com o DMG (0,865*) e com a classe de agregados > 2 m (0,852*) e negativa com a classe de agregados < 0,25 m (-0,903**). O DMG e as percentagens de agregados > 2 m e < 0,25 m apresentaram bom desempenho em indicar alterações em relação ao cerrado, podendo ser sugeridos como componentes a serem utilizados na elaboração de um índice de qualidade do solo para a região.

Termos de indexação: sustentabilidade, estabilidade de agregados, diâmetro médio geométrico, plantio convencional, plantio direto.

(1) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada ao Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras

– UFLA. Recebido para publicação em julho de 2001 e aprovado em julho de 2002. (2) Doutorando do Curso de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas do Departamento de Ciência do Solo, Universidade

Federal de Lavras – UFLA. Caixa Postal 37, CEP 37200-0 Lavras (MG). Bolsista do CNPq. E-mail: dandrea@ufla.br (3) Professor do Departamento de Ciência do Solo, UFLA. Bolsista do CNPq. E-mails: marx@ufla.br niltcuri@ufla.br mozartmf@ufla.br

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SUMMARY:AGGREGATION ATTRIBUTE INDICATORS OF SOIL QUALITY

R. Bras. Ci. Solo, 26:1047-1054, 2002 IN MANAGEMENT SYSTEMS OF A CERRADO REGION IN THE SOUTH OF GOIÁS STATE, BRAZIL

Latosols (Oxisols) under cerrado vegetation have been intensively incorporated into the agricultural production process. However, studies involving soil quality in this environment are scarce. The objective of this work was to verify alterations on aggregation attribute indicators of soil quality, as a result of the management systems adopted for the native cerrado, and to select the best attributes indicating such alterations. The samples were collected at depths of 0-10, 10-20, and 20-40 cm from a typic Dystrophic Red Latosol (Oxisol) in Morrinhos, Goiás State, Brazil. The following attributes were evaluated: mean geometric diameter (MGD), percentage of aggregates > 2 m, percentage of aggregates < 0.25 m, flocculation index, total organic carbon and carbon of microbial biomass. The management systems included: (1) native cerrado; (2) pasture; (3) irrigated no-tillage; (4) irrigated no-tillage with earlier superficial harrowing; (5) irrigated conventional tillage; (6) irrigated conventional tillage after recent pasture conversion. The no-tillage, pasture and recent conventional tillage systems did not alter the evaluated aggregation attributes in relation to the native cerrado, while the long-term conventional system reduced the aggregate stability in water. In the soil surface layer, the total organic carbon amount presented positive correlation with the MGD (0.865*) and with the > 2 m aggregate class (0.852*), and a negative correlation (-0.903**) with the < 0.25 m aggregate class. The MGD and the > 2 m- and < 0.25 m-aggregate groups were good indicators for alterations in relation to the native cerrado and can be suggested as useful components for the elaboration of a regional soil quality index.

Index terms: sustainability, aggregate stability, mean geometric diameter, conventional tillage, no-tillage.

Estudos recentes desenvolvidos no contexto da qualidade do solo têm destacado as relações existentes entre este e os demais componentes do ecossistema. Ao solo são atribuídas as funções de sustentar a produtividade biológica, manter a qualidade ambiental e promover a saúde humana, animal e vegetal (Doran & Parkin, 1994). Os atributos considerados indicadores de mudanças na qualidade do solo devem ter a capacidade de serem sensíveis ao manejo numa escala de tempo que permita a verificação de suas alterações (Islam & Weil, 2000). Muitos atributos físicos têm sido utilizados como tal, sendo necessário o monitoramento periódico desses atributos em decorrência da sua importância para a produtividade das culturas e resistência do solo à erosão hídrica e degradação ambiental (Karlen & Stott, 1994; Resende et al., 1996).

A estabilidade de agregados faz parte de um conjunto de dados proposto para monitoramento da qualidade do solo (Papendick, 1991, citado por Karlen & Stott, 1994), tendo sido incluída em um índice conceitual de qualidade do solo formulado por Karlen & Stott (1994), relacionado com a resistência do solo à degradação. No Brasil, estudos de avaliação de atributos indicadores da qualidade do solo na região

Sul (Silva et al., 2000) ou na região dos cerrados (Beutler et al., 2001) têm envolvido a quantificação de índices de estabilidade de agregados e da distribuição de agregados por classe de tamanho, estabelecendo relações com atributos químicos e físicos em vários sistemas de manejo e situações de cobertura do solo.

O estado de agregação do solo pode indicar mudanças decorrentes do manejo, tanto com relação ao tamanho e estabilidade dos agregados (Silva et al., 1998; Alcântara & Ferreira, 2000; Beutler et al., 2001), como à concentração dos agregados em determinada classe de tamanho, em Latossolos (Da Ros et al., 1997; Castro Filho et al., 1998; Beutler et al., 2001) ou solos menos intemperizados (Palmeira et al., 1999). A estabilidade de agregados tem sido relacionada com o teor de carbono orgânico em cultivos anuais (Silva & Mielniczuk, 1997b; 1998; Castro Filho et al., 1998) ou perenes (Alcântara & Ferreira, 2000), sendo relatado que o cultivo intensivo provoca a redução da estabilidade com o aumento da taxa de oxidação da matéria orgânica (Oades, 1984).

Vale destacar que a agregação do solo é também influenciada pela cobertura vegetal, havendo estudos que indicam que gramíneas causam efeito benéfico na agregação (Allison, 1973; Reid & Goss, 1980). Neste sentido, diferenças na estabilidade de

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R. Bras. Ci. Solo, 26:1047-1054, 2002 agregados têm sido relatadas em áreas de gramíneas perenes (Silva & Mielniczuk, 1997a,b; 1998), de gramíneas usadas como plantas de inverno, antecedendo o plantio direto (Campos et al., 1999), e de gramíneas usadas na adubação verde (Silva et al., 1998), em relação a outros sistemas de manejo.

Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar alterações em atributos de agregação indicadores da qualidade do solo em decorrência da adoção de sistemas de manejo em área de cerrado nativo, selecionando os atributos com melhor desempenho em indicar tais alterações, num Latossolo Vermelho distrófico típico do sul do estado de Goiás.

O trabalho foi realizado no município de

Morrinhos, localizado no sul do estado de Goiás e situado na unidade geomorfológica do Planalto Central Goiano, subunidade Planalto Rebaixado de Goiânia. O Latossolo Vermelho distrófico típico foi desenvolvido a partir de cobertura detrito-laterítica Pleistocênica sobre micaxistos do grupo Araxá do Proterozóico Inferior. O clima da região é Aw (tropical estacional de savana) no sistema de Köppen, com inverno seco e verão quente, e temperatura do mês mais frio superior a 18 ºC. A precipitação média da região é de 1.380 m, com período chuvoso de outubro a abril e período seco de maio a setembro, estando 80 % das chuvas concentradas entre dezembro e março (Freitas & Blancaneaux, 1998).

Para as amostragens, foram selecionadas cinco propriedades agrícolas (uma para cada sistema de manejo em estudo), com base na sua representatividade para a região no que se refere ao histórico de uso da terra e às características dos sistemas de manejo adotados, conforme revelaram estudos anteriores (Carvalho Filho et al., 1998; Teixeira et al., 1998). Foram escolhidas duas situações de plantio direto, duas de plantio convencional e uma pastagem. Em adição, foi selecionada uma área sob vegetação de cerrado nativo, empregado como referência por se tratar de um sistema em equilíbrio e sem histórico de intervenção humana.

Os sistemas de manejo foram assim denominados: (a) CER: vegetação nativa típica de cerrado ‘stricto sensu’; (b) PAS: pastagem plantada de Brachiaria decumbens de longo uso, sob pastejo contínuo de gado bovino em regime extensivo e sem manejo da fertilidade nos 10 anos anteriores à amostragem; (c) PD1: plantio direto irrigado por pivô central desde o ano agrícola 1995/96, com cultivo principal de milho para semente sucedido por feijão na época seca, tendo sido feita uma subsolagem a 15 cm de profundidade para incorporação de termofosfato em 1998; (d) PD2: plantio direto irrigado por pivô central desde 1995/96, com cultivo de milho, feijão e arroz e uma safra de tomate industrial em 1998, quando foi efetuada uma gradagem superficial a 10 cm de profundidade; (e) PC1: plantio convencional de longa duração, com uso de grade pesada, e irrigado por pivô central desde 198/9, com cultivo de milho após mais de 15 anos de rotação soja/milho na condição de sequeiro; (f) PC2: plantio convencional recente sob pivô central e com uso de grade aradora pesada desde o ano agrícola 198/9, com histórico de rotação de culturas com abóbora/feijão/milho-doce, após mais de 10 anos sob pastagem de Brachiaria decumbens.

As amostragens foram efetuadas em fevereiro de 2000, em três profundidades (0-10, 10-20 e 20-40 cm). Em cada profundidade, e em cada sistema de manejo, inclusive no cerrado nativo, foram retiradas três amostras compostas, cada uma constituindo uma repetição.

A análise granulométrica foi realizada após dispersão da amostra com NaOH 1 mol L-1 e agitação rápida (6.0 rpm) por 15 minutos sendo a argila determinada pelo método da pipeta (Day, 1965) (Quadro 1). Por se tratar de um Latossolo, determinouse, também, a textura em amostras coletadas na profundidade de 80-100 cm, representando o horizonte Bw. Em todos os sistemas de manejo estudados, o solo foi enquadrado na textura argilosa (dados não apresentados).

A argila dispersa em água foi determinada sem o uso de dispersante químico, tendo sido o índice de floculação calculado de acordo com EMBRAPA

Sistema Areia Silte Argila

Quadro 1. Características granulométricas de

Latossolo Vermelho distrófico típico submetido a seis sistemas de manejo em três profundidades

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(1997). A quantificação de caulinita e gibbsita foi feita por meio de análise térmica diferencial (ATD) na fração argila desferrificada, obtida no resíduo do tratamento com ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB) (Mehra & Jackson, 1960). Os óxidos

TiO2 e P2O5) foram determinados segundo EMBRAPA (1997) (Quadro 2), para fins de caracterização do solo, em amostra coletada na área sob cerrado nativo.

O pH foi determinado em água e em solução normal de KCl, segundo Vettori (1969), sendo o delta pH oxidação a quente com dicromato de potássio e titulação com sulfato ferroso amoniacal (Walkley & Black, 1934). O carbono da biomassa microbiana foi avaliado pelo método da fumigação-extração (Vance et al., 1987), em amostras especialmente protegidas de luz e acondicionadas em caixas térmicas. O carbono de amostras fumigadas e não fumigadas com clorofórmio foi extraído com K2SO4 0,5 mol L-1 e a uma alíquota desse extrato foram adicionados sulfato ferroso amoniacal 0,0333 mol L-1, enquanto o carbono da biomassa microbiana foi calculado pela seguinte expressão: Cmic = (F-NF)/Kec, sendo Cmic: carbono da biomassa microbiana (µg g-1); F: µg g-1 de carbono da amostra fumigada; NF: µg g-1 de carbono da amostra não fumigada; Kec: fator para converter o carbono extraído a Cmin (foi usado 0,30, o valor mais freqüente encontrado por Feigl et al., 1995).

Agregados com diâmetro de 4,76 a 7,93 m foram obtidos nas amostras por peneiramento do solo, sendo a estabilidade de agregados determinada por peneiramento em água, após pré-umedecimento lento por capilaridade (Oliveira et al., 1983; Kemper & Rosenau, 1986). Foram usadas peneiras de malhas correspondentes a 2, 1, 0,5, 0,25 e 0,105 m para separação das classes de tamanho dos agregados. O diâmetro médio geométrico, a percentagem de agregados maiores que 2 m e a percentagem de agregados menores que 0,25 m foram calculados, respectivamente, com o uso das seguintes expressões:

DMG = exp [Σ (wi * Ln xm)/ Σ wi], > 2 m = 100 * [(w>2)/ Σ wi], < 0,25 m = 100 * [(w< 0,25)/ Σ wi], em que DMG: diâmetro médio geométrico (m); wi: massa dos agregados de cada classe de tamanho (g);

Ln xm: logaritmo natural do diâmetro médio de cada classe de tamanho; Σwi: massa total da amostra (g); > 2 m: percentagem de agregados maiores que

2 m ( %); w > 2: massa de agregados com diâmetro maior que 2 m (g); < 0,25 m: percentagem de agregados menores que 0,25 m ( %); w < 0,25: massa de agregados com diâmetro menor que 0,25 m (g).

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado (DIC), com estrutura em faixas conforme as profundidades de amostragem. Para verificar os pressupostos da análise de variância (aditividade do modelo e normalidade de distribuição dos erros), foram utilizados os procedimentos “Univariate” e “General Linear Models” (GLM) do pacote estatístico SAS (SAS Institute, 1985).

Os resultados foram submetidos à análise de variância para verificar os efeitos dos sistemas de manejo, da profundidade e da interação sistema x profundidade. As comparações múltiplas de médias foram feitas com o uso do teste de Tukey, a 5 % de probabilidade, utilizando-se o programa SISVAR (Ferreira, 2000). O modelo usado no delineamento foi: Yij = m + Si + Erro (Sistema) + Pj + SPij + Erro (Geral), em que Yij: valor de cada observação; m: média da observação no sistema i e profundidade j; Si: efeito do sistema i; Erro (Sistema): erro atribuído ao efeito da repetição dentro do sistema i; Pj: efeito da profundidade j; SPij: efeito da interação entre o sistema i e a profundidade j; Erro (Geral): resíduo geral. Foram feitas análises de correlação de Pearson, bem como verificada a significância dos coeficientes de correlação efetuada pelo teste t de Student.

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