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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA

Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

AVALIAÇÃO DE ATRIBUTOS DO SOLO SOB

DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO E USO

JADER JOSÉ DE CAMPOS

C U I A B Á - MT

2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA

Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

AVALIAÇÃO DE ATRIBUTOS DO SOLO SOB

DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO E USO

JADER JOSÉ DE CAMPOS

Engenheiro Agrônomo

Orientadora: Profª. Dra. WALCYLENE L. M. P. SCARAMUZZA

Dissertação apresentada à Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária da Universidade Federal de Mato Grosso, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Agricultura Tropical.

C U I A B Á - MT

2011

FICHA CATALOGRÁFICA

C198a Campos, Jader José. Avaliação de atributos do solo sob diferentes sistemas de manejo

e uso / Jader José Campos. – 2011.

60 f. : il. color. Orientadora: Prof.ª Dr.ª Walcylene Lacerda Matos Pereira

Scaramuzza. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Pós-Graduação em Agricultura Tropical, 2011. Bibliografia: f. 51-60. 1. Solo – Atributos físico-químicos. 2. Microbiologia do solo. 3. Latossolo Vermelho-Amarelo. 4. Uso do solo – Cerrado. I. Título.

CDU – 631.412

Ficha elaborada por: Rosângela Aparecida Vicente Söhn – CRB-1/931

À minha avó, Olga Francisca de Campos (in memorian), pelo afeto e

orações, além do apoio em meus estudos...

Dedico especialmente

A Deus

Aos meus pais, Márcia e Gonçalo Campos

Às minhas irmãs, Thayza Campos e Alinne Campos Furtado

À minha sobrinha e afilhada, Nicolly Campos Furtado

Ao meu avô, Aleixo Campos, e todos meus familiares e amigos...

Dedico e Ofereço

AGRADECIMENTOS

A Jesus e Maria, pela força e ensinamentos nos caminhos que me

trouxeram até onde cheguei... e novos que irei percorrer...

Aos meus familiares, em especial meus pais e irmãs, pela compreensão nos

momentos, em que mesmo perto, estive distante... Pessoas estas que

contribuíram com carinho, confiança e incentivo para realização deste

trabalho e desta conquista.

A Professora Dra. Walcylene Lacerda Matos Pereira Scaramuzza, pela

orientação e acompanhamento, desde a graduação até o presente

momento, e a amizade construída nesses anos.

A Professora Dra. Sânia Lúcia Camargos, pela co-orientação, pelos

momentos alegres compartilhados no laboratório, ensinamentos e amizade.

A Professora Dra. Oscarlina Lúcia dos Santos Weber, pelas contribuições

dadas na realização desta pesquisa, amizade e orientação nas análises;

A Susan Dignart Ferronato, Franciele Caroline A. Valadão, Lorena Tavares e

Alessandro Ferronato e Everton Oliveira, pelos momentos compartilhados na

coleta das amostras, que ficaram na memória não apenas como instantes de

esforço e aprendizagem, mas como algo edificante de nossa amizade;

A Franciele Caroline pela ajuda na análise estatística, correção e

direcionamentos no trabalho como um todo;

A Susan Dignart pela parceria no projeto e ajuda nas análises, pessoa essa

que passei a admirar muito no convívio diário, pelo conhecimento,

sinceridade e alegria;

Aos amigos, Renata G. Silva, Mariana P.C. Oliveira, Ana Carla Stieven,

Maria Minervina, Berenice Rodrigues, Marcos Perreira, Mayara Amaral,

Josimar Brito, Samantha Garcia e Indira Messias com os quais compartilhei

momentos inesquecíveis, e que se tornaram grandes amigos;

A Professora Dra Maria Aparecida P. Pierangeli, pela participação na banca

de defesa e contribuições;

Ao Grupo de Oração Universitário (GOU), às missas e todos seus servos e

participantes;

Ao CNPq, pela concessão da bolsa;

A FAPEMAT, pelo financiamento da pesquisa;

A Fazenda Mourão, pela disposição das áreas;

Ao Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical e a UFMT, pela

oportunidade e pelos ensinamentos.

Aos laboratórios de Física do Solo, Microbiologia do Solo, Fertilidade de Solo

e o de Nutrição Mineral de Plantas.

A todas as pessoas que contribuíram direta ou indiretamente para realização

deste trabalho...

Meus sinceros agradecimentos!!!

AVALIAÇÃO DE ATRIBUTOS DO SOLO SOB DIFERENTES SISTEMAS

DE MANEJO E USO

RESUMO: O desenvolvimento de sistemas agrícolas sustentáveis surge da

compreensão e quantificação do impacto do uso e manejo do solo nos seus

atributos químicos, físicos e biológicos. Este trabalho teve por objetivos: (1)

avaliar os efeitos de diferentes sistemas de cultivos e de pastagem sobre os

atributos químicos, físicos e biológicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo,

comparando-os com uma área de Cerrado nativo; e (2) selecionar os

atributos que permitam a separação dos sistemas distintos e agrupamento

dos sistemas semelhantes. O trabalho foi realizado numa propriedade

particular, localizada próxima ao município de Campo Verde, MT. Foram

selecionadas cinco áreas, consistindo basicamente em três áreas com

culturas anuais, uma com pastagem cultivada e outra de Cerrado nativo,

este utilizado como referência. Amostras de solos foram coletadas na

profundidade de 0 a 20 centímetros, a qual foi seccionada nas camadas 0-5,

5-10 e 10-20 cm, para isso foram abertas três minitrincheiras em cada

sistema. O delineamento utilizado dentro dos sistemas foi o inteiramente

casualizado, com três repetições. Para a técnica multivariada, inicialmente

foi realizada análise de componentes principais para verificar a relação entre

as variáveis, sendo posteriormente realizada a soma dos quadrados dos

coeficientes de correlação. Os atributos químicos foram positivamente

influenciados pelos sistemas. Dentre os atributos físicos destaca-se os

agregados nos cultivos anuais que sofreram redução do diâmetro médio

geométrico maior que 2 mm. A biomassa microbiana foi afetada

negativamente pelos cultivos anuais. As variáveis que mais se destacaram

no complexo de relações do solo e possibilitaram a distinção dos sistemas

foram pH em CaCl2, Ca2+, Mg2+, Al3+, soma de base, saturação por bases,

saturação por alumínio, matéria orgânica, densidade do solo, porosidade

total, areia e argila.

Palavras-chave: Latossolo, Cerrado, propriedades de solo.

SOIL ATTRIBUTES EVALUATION UNDER DIFFERENT MANAGEMENT

AND USE SYSTEMS

ABSTRACT: The development of sustainable agricultural systems arises

from the understanding and quantification of the land use and management

impact on the chemical, physical and biological attributes of soil. This work

aimed to: (1) assess the effects of different cropping systems and pasture on

the chemical, physical and biological attributes of Red-Yellow Latosol

(Oxisol), comparing them with an area of native Cerrado; (2) select the

attributes that allow the separation of the different systems and clustering of

similar systems. The study was conducted on a private property, located near

Campo Verde city, MT. Five areas were selected consisting basically of three

areas with annual crops, one with pasture and another with native Cerrado,

this one used as a reference. Soil samples were collected at 0 to 20 cm

depth, which it was sectioned in layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm, for that three

mini trenches were opened in each system. The design used within the

systems was completely randomized with three replications. For the

multivariate technique, initially it was performed principal components

analysis to verify the relationship between variables, and later held the sum

of squares of correlation coefficients. The chemical attributes were positively

influenced by the systems. Among the physical attributes stands out

aggregates in the annual crops that reduced the geometric mean diameter

greater than 2 mm. The microbial biomass was negatively affected by annual

crops. Variables that stood out in the complex relations of the soil and

allowed the distinction of systems were pH in CaCl2, Ca2+, Mg2+, Al3+, sum of

base, base saturation, aluminum saturation, organic matter, bulk density,

total porosity, sand e clay.

Keywords: Oxissol, Cerrado, soil properties.

SUMÁRIO

Página 1 INTRODUÇÃO........................................................................................ 10

2 REVISÃO DE LITERATURA.................................................................. 12

2.1 Influência do uso e manejo do solo nos atributos químicos, físicos e

microbiológicos........................................................................................... 12

2.2 Utilização da análise multivariada como ferramenta para avaliar

os atributos do solo.................................................................................... 19

3 MATERIAL E MÉTODOS....................................................................... 21

3.1 Definição e caracterização das áreas estudadas................................. 21

3.2 Avaliação dos atributos químicos dos solos......................................... 25

3.3 Avaliação dos atributos físicos dos solos............................................. 26

3.4 Avaliação dos atributos microbiológicos dos solos.............................. 27

3.5 Análise estatística dos resultados........................................................ 28

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................. 30

4.1 Atributos químicos do solo................................................................... 30

4.2 Atributos físicos do solo....................................................................... 36

4.3 Atributos microbiológicos do solo......................................................... 41

4.4 Seleção de componentes principais..................................................... 44

4.5 Análise dos componentes principais.................................................... 45

5 CONCLUSÕES....................................................................................... 50

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................... 51

1 INTRODUÇÃO

O Estado de Mato Grosso é destaque no cenário agrícola e pecuário

nacional, apresentando grande produção de carne bovina e alta

produtividade das culturas de soja, milho e algodão.

As atividades agrícolas geram impactos diferenciados no solo em

detrimento do manejo e uso praticados para obtenção de maiores

produtividades. Assim, conhecer os atributos que influenciam em uma

caracterização ambiental, bem como pesquisas de sustentabilidade de

ecossistemas naturais e antropizados, são importantes, uma vez que os

dados obtidos servem de base para o monitoramento da estabilidade ou

desequilíbrio desses sistemas.

Na região dos Cerrados é crescente a preocupação com os impactos

causados pelo atual modelo de agricultura, principalmente em relação à

qualidade de vida da população em seu entorno, nas questões voltadas à

contaminação dos lençóis freáticos e dos solos, como também dos

processos erosivos e degradação de propriedades importantes na

manutenção do equilíbrio do solo.

Para verificar as alterações ocorridas no solo em virtude do uso e do

manejo empregado, o correto seria submeter um solo sob condições

naturais, ou seja, sem interferência do homem, às atividades agrícolas que

se pretende estudar, e avaliar seus atributos em pesquisas de longa

duração. Contudo, atender a essas condições nem sempre é fácil, optando-

se por realizar um comparativo entre amostras de solos cultivados ou

pastejados com outras sob vegetação natural na mesma área, no momento

do estudo.

11

Nesse sentido, pesquisas que possibilitem uma aproximação geral da

dinâmica dos solos sob diferentes sistemas agrícolas e naturais,

principalmente em uma área que contenha diversidade de uso, dão

subsídios para adoção de práticas mais sustentáveis.

Assim, objetivou-se avaliar os efeitos de sistemas de cultivos anuais e

de pastagem sobre os atributos químicos, físicos e biológicos do solo,

comparando-os com uma área de Cerrado nativo. Além disso, buscou-se

selecionar os atributos que permitam a separação dos sistemas distintos e

agrupamento dos sistemas semelhantes.

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Influência do uso e manejo do solo nos atributos químicos, físicos e

microbiológicos

Qualquer modificação no solo pode alterar diretamente sua estrutura

e sua atividade biológica e, consequentemente, sua fertilidade, com reflexos

nos agroecossistemas (Brookes, 1995) podendo promover prejuízos à

qualidade do solo e à produtividade das culturas (Carneiro et al., 2009).

A retirada da cobertura vegetal original e a implantação de cultivos,

aliadas às práticas de manejo inadequadas, promovem o rompimento do

equilíbrio entre o solo e o meio, modificando suas propriedades químicas,

físicas e biológicas (Muller et al., 2001).

De acordo com Cavalcante et al. (2007), o manejo do solo e da

cultura são importantes condicionadores da variabilidade dos atributos do

solo. Solos de mesma classe taxonômica, considerados relativamente

homogêneos, podem apresentar variação em seus atributos como resultado

da aplicação de diferentes práticas de manejo. Da mesma maneira, solos de

classes diferentes, submetidos ao mesmo manejo, podem apresentar

atributos semelhantes (Bouma et al., 1999).

Devido à conscientização sobre problemas ambientais oriundos da

exploração indiscriminada dos Cerrados, é cada vez maior a demanda por

informações sobre a biologia dos solos desse Bioma, e o impacto da

incorporação de grandes áreas dessa região em sistemas agrícolas

intensivos (Vargas e Hungria, 1997).

13

No contexto de desenvolvimento agrícola brasileiro, a facilidade de

mecanização e a situação geográfica das áreas sob Cerrado contribuíram

para uma adoção maciça do sistema agroquímico, como base para a

implantação de monoculturas ou extensas pastagens e reflorestamentos,

sendo necessário aplicar adubos e corretivos, além de outras práticas de

manejo, para obter produções econômicas nessas condições (Alvarenga e

Davide, 1999).

Recentemente, a produção agrícola brasileira tinha como principal

sistema de cultivo o preparo convencional, que consiste em revolver o solo

antes do plantio, visando incorporar insumos e controlar plantas invasoras

(Nunes, 2010). Esse sistema tem como característica marcante a utilização

de arados e grades no preparo do solo, especialmente a grade aradora, que

diminui a estabilidade dos agregados e pode levar a sua destruição (Reinert

et al., 1984), consequência direta do rompimento dos mesmos e aceleração

da decomposição da matéria orgânica na camada preparada (Carpenedo e

Mielniczuk, 1990). Bertol et al. (2004) ressaltam, ainda, que as alterações

nos atributos do solo são mais pronunciadas nos sistemas de cultivo

convencionais do que nos sistemas considerados conservacionistas.

Nos sistemas agrícolas, a dinâmica da matéria orgânica é influenciada

não só pelo manejo, por meio da seleção de culturas e formas de preparo do

solo, mas também pela adição de fertilizantes e materiais orgânicos, que

influem positivamente nos processos de decomposição e mineralização da

matéria orgânica (Portugal et al., 2008).

Em solos do Cerrado, altamente intemperizados, a capacidade de

troca de cátions deve-se à fração argila e, principalmente, à matéria orgânica

que representa um grande percentual da CTC total. A fração argila desses

solos possui mineralogia muito pobre, com baixa CTC que varia entre 4 e 14

cmolc dm-3 (Pignataro Netto, 2008). Dessa forma, a matéria orgânica do solo

não somente é uma reserva de carbono, mas também, é a principal

responsável pelos níveis de fertilidade da maioria dos solos tropicais (Muñoz

et al., 2007; Novais et al., 2007).

14

A capacidade de troca catiônica (CTC) do solo se relaciona com a

reserva de nutrientes, e dessa forma, quanto maior for a CTC do solo, maior

a capacidade do solo reter os cátions em formas prontamente disponíveis

para as plantas. A CTC é importante, considerando que os cátions presentes

na solução do solo estão sujeitos a se lixiviarem no perfil do mesmo, em

profundidade, ficando fora do alcance das raízes (Novais et al., 2007).

A influência da matéria orgânica não se restringe apenas à fertilidade,

pois atua também na agregação do solo, que é um processo dinâmico,

sendo necessário o acréscimo contínuo de material orgânico para manter a

estrutura adequada ao desenvolvimento das plantas. Sistemas de manejo de

solo e de cultura adequadamente conduzidos proporcionam o aporte de

material orgânico por meio de resíduos vegetais, além da ação benéfica das

raízes das plantas e proteção oferecida à superfície do solo (Campos et al.,

1995).

Fragoso et al. (1999) comentaram que a capacidade produtiva dos

solos não depende somente da fertilidade, mas também da comunidade

microbiológica desses solos. Uma vez que a atividade dos microrganismos

decompositores depende do pH, este influencia na velocidade de

decomposição da matéria orgânica. Assim, em valores de pH próximo da

neutralidade, a maioria dos microrganismos do solo trabalha mais

eficientemente. Dessa maneira, as alterações do pH podem influenciar o

acúmulo de carbono orgânico no solo pelos microrganismos, ou de maneira

direta, afetando os processos microbianos, ou indiretamente, por meio da

disponibilidade dos nutrientes (Mello et al., 1985).

Alguns trabalhos avaliaram variáveis microbiológicas e identificaram

que estas foram mais sensíveis em detectar os efeitos de diferentes manejos

do solo do que as variáveis físicas e químicas, utilizando como referência

vegetações nativas (Chaer e Tótola, 2007; Silva et al., 2009).

Um dos atributos biológicos mais importantes é a biomassa

microbiana do solo, que é a parte viva da matéria orgânica do solo, pois atua

como agente da transformação bioquímica dos resíduos adicionados ao solo

e compostos orgânicos, e como reservatório de nutrientes (Moreira e

15

Siqueira, 2002). Segundo Jenkinson e Ladd (1981) a proporção presente de

células microbianas vivas contendo carbono geralmente corresponde de 1 a

5 % do carbono orgânico total do solo. Matsuoka et al. (2003), Perez et al.

(2004) e Cardoso et al. (2009) verificaram que o carbono da biomassa

microbiana, é sensível em indicar alterações no solo de acordo com os

diferentes sistemas de uso da terra.

A avaliação da respiração do solo é a técnica mais frequentemente

utilizada para quantificar a atividade microbiana, sendo positivamente

relacionada com o conteúdo de matéria orgânica e com a biomassa

microbiana (Alef e Nannipieri, 1995). Silva et al. (2007) definiram a

respiração basal do solo como a soma de todas as funções metabólicas nas

quais o CO2 é produzido, sendo as bactérias e os fungos os principais

responsáveis pela maior liberação de CO2 via degradação da matéria

orgânica, possuindo ainda, uma estreita relação com as condições abióticas

do solo, entre elas a umidade, temperatura e aeração.

Diferentes tipos de manejo podem significar diferentes

disponibilidades de substrato que em última instância vão determinar,

favorecendo ou inibindo, o estabelecimento dos diferentes grupos

microbianos (Cardoso et al., 1992). Em alguns casos, alterações na

população e na atividade microbiana podem preceder mudanças nas

propriedades químicas e físicas, refletindo um claro sinal na melhoria ou na

degradação do solo (Araújo e Monteiro, 2007).

Em relação às propriedades físicas do solo, estas são importantes

componentes na avaliação de sua capacidade produtiva, uma vez que

influenciam a aeração, a capacidade de armazenamento e disponibilidade

de água para as plantas (Bognola et al., 2010).

Souza e Alves (2003) mencionaram que o preparo do solo, uma das

principais operações de seu manejo, objetiva, entre outros, criar condições

favoráveis ao crescimento e desenvolvimento das culturas, aumentando a

porosidade total na camada preparada. A porosidade reflete o efeito do

manejo do solo, podendo sofrer alteração na referida relação macro e

microporosidade, tendo em vista a frequente redução dos poros de maior

16

diâmetro verificada com o uso do solo, que ocorre devido à quebra de

agregados e consequente entupimento de poros (Aguiar, 2008).

Segundo Kiehl (1979), o solo ideal é aquele que tem a porosidade

total de 50 %, sendo um terço, cerca de 17 %, de macroporos ocupados pelo

ar do solo, e dois terços, cerca de 33 %, de microporos responsáveis pela

retenção de água. Contudo, o manejo incorreto de máquinas e

equipamentos agrícolas leva à formação de camadas subsuperficiais

compactadas (Lourente et al., 2011), que afetam diretamente o volume de

poros.

As camadas de impedimento ao crescimento radicular podem ser

avaliadas por medidas indiretas: densidade do solo e porosidade, e medida

direta: resistência mecânica do solo à penetração, executada diretamente no

campo (Tavares Filho et al., 1999). A resistência mecânica do solo à

penetração é influenciada por vários fatores, sendo a densidade e a umidade

os principais (Klein et al., 1998).

Com relação à densidade do solo, quando ocorre a degradação de

sua estrutura, o efeito imediato é no seu aumento, acarretando a redução da

macroporosidade (Alves e Cabeda, 1999). Observa-se ainda, em solos

degradados, que há relação inversa entre densidade do solo e porosidade

total (Alves, 1992; Anjos et al., 1994; Veiga et al., 1994).

A estabilidade dos agregados é influenciada por diversas

características do solo, como textura (Feller et al., 1996), teor de óxidos de

ferro e alumínio, teor de matéria orgânica (Feller et al., 1996; Bertol et al.,

2006) e atividade microbiana (Tisdall e Oades, 1979) e também pelo manejo

do solo (Neves et al., 2006). O diâmetro médio ponderado (DMP) dos

agregados é um dos índices que indica a estabilidade da estrutura frente à

ação de desagregação da água, podendo indicar o grau de susceptibilidade

do solo à erosão hídrica (Yoder, 1936; Bertol et al., 2004; Volk e Cogo,

2008).

Segundo Castro Filho et al. (1998) o diâmetro médio ponderado é

tanto maior quanto maior for a percentagem de agregados grandes retidos

nas peneiras com malhas maiores (2,0 e 1,0 mm); o diâmetro médio

17

geométrico (DMG) representa uma estimativa do tamanho da classe de

agregados de maior ocorrência; e o índice de estabilidade de agregados

(IEA) representa uma medida da agregação total do solo e não considera a

distribuição por classes de agregados, quanto maior a quantidade de

agregados < 0,25 mm, menor será o IEA. Esses autores citam ainda que

existem outros métodos para verificar a qualidade dos agregados do solo,

porém, os três índices mencionados servem para avaliar alterações físicas,

químicas e biológicas do solo.

Carneiro et al. (2009) verificaram em Latossolo que os manejos

(pastagem, milheto em preparo convencional, nabo forrageiro em plantio

direto e sorgo em plantio direto) promoveram alterações na densidade do

solo, macroporos e resistência do solo à penetração, sendo os atributos

biológicos alterados principalmente em sistemas com maior revolvimento do

solo. Observaram ainda, que houve pequena variação nos atributos

químicos no solo, com o Cerrado nativo apresentando maior acidez potencial

e alumínio trocável e menor teor de Ca2+, Mg2+ e P.

Cavalcante et al. (2011) observando a variabilidade espacial de

atributos físicos de solo Latossolo Vermelho do Cerrado de Mato Grosso do

Sul, verificaram que as formas de uso e de manejo empregadas induziram,

em ordem crescente, plantio direto, preparo convencional e pastagem à

degradação dos atributos físicos do solo em relação ao Cerrado nativo.

Alvarenga et al. (1999) ao avaliarem o teor de carbono do solo, a

estabilidade de agregados, a biomassa microbiana e micorrizas arbusculares

em amostras de Latossolo Vermelho-Escuro sob Cerrado, submetido a

diferentes usos, observaram que os ecossistemas que requerem manejo

mais intensivo são os mais alterados no que diz respeito aos parâmetros

avaliados, ou seja, os diferentes usos alteraram o ecossistema natural de

Cerrado, principalmente na camada superficial do solo.

Tomazi (2004) estudando a conversão da floresta em sistema

agrossilvopastoril, pastagem e sistema agroflorestal em Latossolos de

Juruena-MT observou que as maiores variações nos atributos avaliados

foram observadas nas camadas mais superficiais, diminuindo com o

18

aumento da profundidade. Nas três áreas cultivadas, houve compactação do

solo com consequente redução dos macroporos, porosidade total e taxa de

infiltração. Dentre os atributos químicos, houve aumento no pH, K+, SB, CTC

e V, e redução do P.

Falleiro et al. (2003) avaliaram os efeitos dos sistemas de preparo

sobre um Argissolo Vermelho-Amarelo e verificaram que os sistemas de

preparo influíram nas propriedades químicas e físicas do solo, com a maior

parte das diferenças ocorrendo entre a semeadura direta e os demais

sistemas. A densidade do solo foi superior na semeadura direta, em relação

à dos demais tratamentos. Houve incremento nos valores de MO, pH, CTC

efetiva, Ca2+, Mg2+, K+ e P, na camada superficial da semeadura direta, em

relação às demais profundidades.

Alvarenga e Davide (1999) observaram que, em um Latossolo

Vermelho-Escuro distrófico textura muito argilosa sob Cerrado nativo,

floresta de eucalipto jovem e adulto, pasto nativo, pasto implantado e cultivo

anual intensivo, no tocante aos indicadores de impactos no solo, alguns

atributos foram bastante sensíveis às alterações provocadas pelos sistemas

de manejo adotados, entre os quais a densidade do solo, a relação entre

porosidade total e microporosidade, a estabilidade de agregados em água,

os teores de C do solo, a soma e a saturação por bases no solo, saturação

por Al, teores de micronutrientes (B, Mn e Zn), o C microbiano e a relação C

microbiano/C orgânico do solo, e a diversidade biológica medida pela

presença de fungos micorrízicos.

Diante disso, a variação dos atributos químicos, físicos e biológicos,

determinada pelo manejo e uso do solo, e sua avaliação são importantes

para o melhor manejo visando à sustentabilidade do sistema (Carneiro et al.,

2009).

19

2.2 Utilização da análise multivariada como ferramenta para avaliar os

atributos do solo

No solo, existem diversas inter-relações entre os atributos físicos,

químicos e biológicos que controlam os processos e os aspectos

relacionados à sua variação no tempo e no espaço (Carneiro et al., 2009).

As comparações, na maioria das vezes, são feitas entre parâmetros

físicos, químicos, ou biológicos individualmente, o que dificulta a

visualização do conjunto, já que, em termos de ecossistema, pela própria

definição, as alterações provocam reações em cadeia, alterando uma série

de componentes do ambiente (Alvarenga e Davide, 1999).

A análise estatística multivariada surgiu como importante ferramenta

na obtenção de quantidade maior de informação que dificilmente seria

gerada com o uso de métodos univariados (Beebe et al., 1998). Na

estatística multivariada, o fenômeno depende de muitas variáveis, com isso

não basta conhecer as variáveis isoladas, mas conhecê-las na sua

totalidade, pois uma depende da outra e as informações são fornecidas pelo

conjunto e não individualmente (Grobe, 2005).

Entre os métodos multivariados, a análise de componentes principais

busca explicar a estrutura de variância-covariância de um conjunto de

variáveis através de combinações lineares dessas variáveis (Johnson e

Wichern, 2007). Possui como principais objetivos: reduzir o número de

variáveis e analisar quais variáveis ou quais conjuntos de variáveis explicam

a maior parte da variabilidade total, revelando o relacionamento existente

entre eles (Bouroche e Saporta, 1982).

Verifica-se que, quando as variáveis ambientais (atributos físicos,

químicos e biológicos) do solo são analisadas em conjunto e correlacionadas

com diferentes ecossistemas, a visualização e a ordem de influência dessas

variáveis são bem mais claras (Melloni et al., 2008). Os autores

anteriormente citados, avaliando a qualidade de solos em áreas de floresta

de eucalipto, araucária, mata e pastagem, por meio de componentes

principais e análise de agrupamento, observaram que os atributos químicos,

20

físicos e microbianos promoveram uma análise mais abrangente da

qualidade dos ecossistemas, indicando os atributos que influenciaram nessa

avaliação.

Gomes et al. (2004), com o objetivo de caracterizar e comparar

Latossolos e Neossolos Quartzarênicos das superfícies Sul-Americana e

Velhas, que representam as terras associadas à produção de grãos da

região dos Cerrados, verificaram que a análise de componentes principais

auxiliou no entendimento das diferenças e similaridades dos ambientes

pedológicos separados no campo.

No Estado de Mato Grosso, Valadão (2010) utilizou a análise

multivariada para verificar a situação atual dos teores dos micronutrientes

em regiões agrícolas do Estado e selecionar, por meio da técnica de

componentes principais, as variáveis que mais influenciam na fertilidade dos

solos analisados, dentre outros objetivos. No estudo foi observado que MO,

V%, SB, CTC e pH foram as variáveis que mais se destacaram no complexo

de relações do solo.

3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 Definição e caracterização das áreas estudadas

O presente trabalho foi realizado numa propriedade, sob coordenadas

de 15º28’53,64”S e 54º54’31,92’’W, próxima ao município de Campo Verde,

MT. A região caracteriza-se por período chuvoso de setembro a maio, com

precipitação anual média de 1636,8 mm e temperatura anual média de 22°C,

de acordo com Instituto Nacional de Meteorologia. O solo das áreas foi

classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo, segundo o sistema de

classificação da Embrapa (2006).

Foram selecionadas cinco áreas com diferentes usos e manejos, os

quais são representativos daqueles realizados no Estado de Mato Grosso,

consistindo basicamente em sistemas com culturas anuais, os quais

diferenciam apenas no ano em que são cultivadas, na pastagem cultivada e

no sistema nativo (Figura 1). O histórico de cada sistema está sintetizado

nas Tabelas 1 e 2.

22

Culturas anuais - 1 (S1) Culturas anuais – 2 (S2)

Culturas anuais - 3 (S3) Pastagem cultivada (S4)

Cerrado nativo (S5)

Figura 1. Imagens dos sistemas estudados (Culturas anuais 1, 2 e 3; Pasta-

gem cultivada e Cerrado nativo), no município de Campo Verde, MT.

23

Tabela 1. Histórico dos sistemas avaliados.

Culturas anuais – 1 (S1):

2000/01 Algodão Preparo com duas gradagens (32’’) e depois semeio de Milheto


2002/03 Soja Milho safrinha, preparo: uma gradagem (32”) + subsolagem

2003/04 Algodão Semeadura sob palhada de Milho

2004/05 Soja Milheto, niveladora



2007/08 Soja Milho safrinha + subsolagem

2008/09 Soja Milho, niveladora

2009/10 Soja Milho, niveladora

Adubação (kg ha-1

) Milho Algodão Soja

N - 90 140 (Parcelado em 3 vezes) -

P - 80 70 (Pré-plantio a lanço) 80

K - 60 140 (Pré-plantio a lanço) 60

Gesso – 300 400 300

Calagem:

Safra 1998/99 2000 kg ha-1 de calcário dolomítico




2002/03 Soja Milho safrinha




2006/07 Algodão Preparo: Prata 1000

1 + uma subsolagem, e depois semeio de

Milheto

2007/08 Algodão Preparo: Prata 1000, e depois semeio de Milheto

2008/09 Soja Milho safrinha com destruição de soqueira com (Prata 1000)


Adubação (kg ha-1





Gesso – 300 - 300

Calagem:

Safra 1998/99 2000 kg de calcário dolomítico

Safra 2008/09 500 kg de calcário dolomítico 1Prata 1000: implemento para destruição de soqueira do algodão.

24

Tabela 2. Histórico dos sistemas avaliados.





2003/04 Algodão Preparo com uma gradagem (32”) + uma subsolagem, seguido de semeadura de Soja convencional

2004/05 Soja Milho safrinha

2005/06 Algodão Semeio sob palhada de Milho

2006/07 Soja Milho safrinha com destruição de soqueira (Prata 1000)


2008/09 Soja Milho safrinha com destruição de soqueira (Prata 1000)


Adubação (kg ha-1





Gesso – 300 - 300

Calagem

Safra 2000/01 2000 kg de calcário dolomítico

Pastagem cultivada (S4):

Implantada desde a retirada da vegetação nativa (1981) e composta principalmente por Braquiária,

e outras espécies de menor expressão;

Adubação iniciou em 1997;

A cada três anos se aplicam 1,5 Mg ha-1 de calcário dolomítico e 100 kg ha

-1 de Super Fosfato

Simples; todas as aplicações são a lanço e sem incorporação;

Gesso aplicado em 2008, sendo 500 kg ha-1

;

A partir de 2003 foi aplicado 100 kg ha-1

de KCl e, entre março e abril, 10 Mg ano-1 de

resíduo de algodão (casquinha);

Capina manual realizada duas vezes por ano para controle de plantas invasoras.

Cerrado nativo (S5):

Área sem interferência antrópica e localizada próxima à propriedade. Essa área preservada foi

caracterizada para se avaliar as alterações dos atributos nos sistemas com diferentes usos e

manejos.

25

A amostragem foi realizada em abril de 2010, mês que compreende o

final da época das chuvas. Em todas as áreas, foram abertas três

minitrincheiras, distanciadas 50 metros cada uma, com 40 x 60 cm de

largura por 30 cm de profundidade nas entrelinhas de plantio das áreas

cultivadas e aleatoriamente na pastagem e no Cerrado nativo, onde foram

coletadas amostras deformadas, semi-indeformadas e indeformadas. Para

as amostras indeformadas foi utilizado anel volumétrico de,

aproximadamente, 100 cm³ (tipo Kopeck), retirando-se duas unidades por

camada; as amostras semi-indeformadas foram retiradas em forma de

torrões, uma unidade por camada.

A profundidade do estudo foi até 20 cm, estratificadas de 0-5; 5-10 e

10-20 cm, em cada minitrincheira. Nessas camadas também foram

coletadas as amostras para as análises microbiológicas, sendo utilizados

sacos plásticos vedados e mantidos em caixa térmica até o laboratório. No

total obtiveram-se nove amostras deformadas e semi-indeformadas, e 18

amostras indeformadas por área.

3.2 Avaliação dos atributos químicos dos solos

Todas as amostras deformadas foram submetidas à caracterização

química conforme Silva (2009), e para isso foram secas, destorroadas,

homogeneizadas e peneiradas em malha de 2 mm, obtendo-se a terra fina

seca ao ar (TFSA). Foram determinados o pH em CaCl2 0,01 mol L-1 (relação

1:2,5); P e K+, extraídos por Mehlich 1 e analisados por colorimetria e

fotometria de chama, respectivamente; Ca2+, Mg2+ e Al3+ trocáveis, extraídos

por KCl 1 mol L-1, sendo o Al3+ determinado por titulação com NaOH

0,025 mol L-1 e Ca2+ e Mg2+ por espectrofotometria de absorção atômica;

acidez potencial (H+Al) do solo, extraída por meio da solução de acetato de

cálcio 0,5 mol L-1 a pH 7,0, com posterior titulação com NaOH 0,025 mol L-1.

Com os resultados das análises foram calculados a soma de bases

(SB), a capacidade total de troca de cátions (T), a saturação por bases (V) e

a saturação por alumínio (m).

26

A matéria orgânica (MO) foi determinada pelo método colorimétrico,

sendo oxidada a frio, agitando-se o solo em uma solução contendo

dicromato de sódio e ácido sulfúrico. Na sequência, realizou-se a leitura da

cor do íon Cr (III) reduzido pelo carbono orgânico, segundo metodologia do

Instituto Agronômico de Campinas (IAC). O carbono total foi determinado por

oxidação a 900ºC em aparelho Total Organic Carbon Analyser, TOC-V

(Segnini et al., 2008).

3.3 Avaliação dos atributos físicos dos solos

Determinou-se a textura do solo pelo método do densímetro e em

seguida a identificação da sua classe textural pelo diagrama triangular

simplificado da Embrapa, para essa determinação utilizou-se as amostras

deformadas.

A estabilidade de agregados, realizada nas amostras semi-

indeformadas, foi obtida via úmida (Embrapa, 1997), com agregados

maiores que 4,0 mm de diâmetro e agitação em um tamisador constituído

por um conjunto de peneiras com malhas de 2,0 - 1,0; 1,0 - 0,5;

0,5 - 0,25 mm de diâmetro. Após, foi calculado o diâmetro médio geométrico

(DMG) e o ponderado (DMP), assim como o índice de estabilidade de

agregados (IEA) de acordo com Castro Filho et al. (1998).

Nas amostras indeformadas determinou-se a densidade do solo pelo

método do anel volumétrico e macro (MA), e microporosidade (MI) pelo

método da mesa de tensão, sendo utilizado nível de sucção correspondente

a 60 cm de altura de coluna d’água, essa tensão retira a água dos

macroporos (ø ≥ 0,05 mm). Após esse período, as amostras foram

submetidas à pesagem e levadas à estufa a 105° C por 24 h. Em seguida

realizou-se nova pesagem e com os valores obtidos foram calculados o

volume de macro e microporos contidos nas amostras. A porosidade total

(PT) foi calculada somando-se os valores desses resultados (Embrapa,

1997).

27

A resistência mecânica do solo à penetração (RMP) foi determinada

por um penetrógrafo eletrônico automático, desenvolvido por Bianchini et al.

(2002), com cone de 129,28 mm2 de área de base e velocidade de

penetração de 30 mm s-1. Para essa avaliação, foram realizadas três leituras

ao redor de cada minitrincheira, na profundidade de 20 cm e intervalo de

leitura a cada 0,25 mm. Considerou-se a média das três repetições o valor

de referência para cada trincheira em cada uma das três camadas de

referência no estudo. No momento da avaliação da RMP foram obtidas

amostras de solo para determinação da percentagem de umidade atual do

solo (U), a qual foi determinada pelo método gravimétrico após submeter às

mesmas à secagem em estufa a 105° C até peso constante.

3.4 Avaliação dos atributos biológicos dos solos

Adotou-se o método do Clorofórmio – Fumigação – Incubação (CFI),

proposto por Jenkinson e Polwson (1976), no qual a biomassa microbiana é

estimada com base na diferença do fluxo de CO2 de amostras de solo

fumigadas com clorofórmio (F) e não fumigadas (NF).

Anterior às análises, as amostras de solo que permaneceram em

refrigeração (4°C) após coletadas, foram aclimatadas em temperatura

ambiente, peneiradas em malha de 2 mm e padronizadas em umidade a

60% da capacidade de campo.

A padronização da capacidade de campo das amostras foi calculada

utilizando-se o seguinte procedimento: em funis de plástico, contendo papel

filtro, colocou-se 30 g de solo, vertendo em seguida 50 mL de água.

Aguardou-se até que cessasse de pingar, sendo realizado, às vezes,

“batidinhas” nos funis para a água descer. Em seguida, pesou-se 5 g desse

solo levando-o à estufa (105° C) por 72 horas, obtendo-se ao final do

processo a umidade ideal (100 % da capacidade de campo). Juntamente

com a umidade inicial, obtida por pesagem de 5 g de solo quando o solo veio

de campo e seca conforme anteriormente citado, procedeu-se o seguinte

cálculo: umidade ideal - umidade inicial = mL de água para 100 g de solo. A

28

partir desse resultado houve a correção para 60 % da capacidade de campo,

deixando as amostras em repouso (Villani et al., 2009) até serem analisadas.

Metade das amostras foi fumigada por 24 horas em um dessecador,

acoplado a uma bomba de vácuo, que continha um bécker de vidro com

25 mL de clorofórmio isento de álcool. Durante esse período, as amostras

NF foram mantidas em temperatura ambiente. Após a fumigação, o

clorofórmio foi retirado do dessecador e possíveis resíduos nas amostras

fumigadas foram eliminados por meio de quatro atividades da bomba de

vácuo. Posteriormente, as amostras F foram inoculadas com dois gramas de

solo (Ferreira et al., 1999).

As amostras F e NF foram transferidas para recipientes herméticos

(600 mL de capacidade), contendo um frasco com 20 mL de NaOH 1 mol L-1,

e incubadas no escuro, por dez dias, em temperatura de 25° C.

A quantidade de CO2 liberada do solo foi determinada após titulação

com HCl 0,5 mol L-1, usando fenolftaleína 1 % como indicador. Antes da

titulação, foram adicionados 3 mL de BaCl2 10 %. O carbono na biomassa foi

determinado pela diferença entre o CO2 evoluído das amostras F e NF, no

período de 10 dias após a fumigação, utilizando-se um fator de correção (Kc)

de 0,41 (Anderson e Domsch, 1978). Utilizou-se ainda, os valores das

amostras não fumigadas para determinação da respiração basal do solo.

As determinações foram realizadas com base em três repetições

analíticas (três fumigadas e três não fumigadas) por amostra de solo,

coletada no campo. Cada amostra continha 50 g de solo. Para o cálculo do

carbono da biomassa foi considerada a equação utilizada por Ferreira et al.

(1999) e para respiração basal do solo a equação proposta em Silva et al.

(2007).

3.5 Análise estatística dos resultados

O delineamento utilizado dentro dos sistemas foi o inteiramente

casualizado, contendo três repetições em cada sistema. Os tratamentos

consistiram de uma referência (Cerrado nativo), três sistemas com cultivos

anuais e uma pastagem cultivada. Foi realizada análise de variância e a

29

comparação das médias pelo teste Scott-Knott, considerando nível de

significância menor que 0,05, com propósito de verificar diferenças entre as

camadas e dentro das profundidades de cada sistema.

Para a técnica multivariada, inicialmente, foi realizada análise de

componentes principais para verificar a relação entre as variáveis, sendo o

ponto de partida a matriz de correlação entre as características analisadas

(Johnson e Wichern, 2007). Neste caso, considerou-se apenas a média de

cada sistema na profundidade de 0-20 cm. Os coeficientes dos autovetores

foram utilizados para avaliar a importância de cada variável em cada

componente principal escolhido, bem como a relação entre as variáveis,

sendo que esses valores funcionaram como coeficientes de correlação

(Gomes et al., 2004), onde coeficientes de autovetores de mesmo sinal

indicam correlação positiva e sinal diferente indica correlação negativa

(Morrison, 2003).

Na seleção dos componentes principais, adotou-se o critério mínimo

proposto por Johnson e Wichern (2007), onde a soma da variância dos

componentes principais deve ser próxima a 80 % do total, podendo

“substituir” as variáveis originais sem perda de informação.

Após a seleção dos componentes principais e análises das variáveis

em cada componente, foi realizada análise de correlação entre os

componentes principais e as variáveis, de acordo com Johnson e Wichern

(2007), sendo posteriormente realizada soma dos quadrados dos

coeficientes de correlação.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Atributos químicos

Não se verificou variações significativas de pH em CaCl2 nos sistemas

S1, S2, S3 (culturas anuais) tanto entre eles como também em profundidade

(Tabela 3). Na área de pastagem (S4) encontrou-se o maior (5,97) valor

dentre os sistemas e na profundidade de 0-5 cm. Já na área de Cerrado (S5)

foi encontrado o menor valor (3,73) entre os sistemas, sendo esse valor o

menor na profundidade de 0-5 cm.

Os valores de pH em CaCl2 variaram de baixo (3,73 no Cerrado),

médio (4,8 no S1), adequado (5,12 em S2, 5,00 em S3) e muito alto (5,97

em S4) na camada de 0-5 cm, segundo Souza e Lobato (2004). Vale

ressaltar, que mesmo o valor de pH em CaCl2 da pastagem sendo maior,

considerando a profundidade de 0-20 cm, ele está dentro da mesma faixa de

classificação que S2 e S3. Assim, era de se esperar que entre os sistemas

com culturas anuais S1, S2 e S3 e a pastagem não houvesse discrepâncias

de valores, uma vez que nestas áreas houve correção do solo com calagem.

31

TABELA 3. Atributos químicos do solo de diversos sistemas e profundidades

de amostragem, no município de Campo Verde - MT.

Atributos químicos4 Prof

3 Sistemas

1

cm S1 S2 S3 S4 S5

0-5 4,80 Ab2 5,12 Ab 5,00 Ab 5,97 Aa 3,73 Bc

pH 5-10 4,57 Aa 4,95 Aa 4,90 Aa 5,10 Ba 3,93 Ab

CaCl2 10-20 4,63 Aa 5,07 Aa 5,10 Aa 4,67 Ba 3,97 Ab

0-20 4,66 5,05 5,00 5,25 3,87

0-5 0,08 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 1,00 Aa

Al3+

5-10 0,17 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,71 Ba

cmolc dm-3 10-20 0,17 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,15 Ab 0,54 Ba

0-20 0,14 0,00 0,00 0,05 0,75

0-5 3,79 Ab 3,54 Ab 3,75 Ab 2,71 Ab 7,58 Aa

H+Al 5-10 4,13 Ab 3,81 Ab 3,66 Ab 4,25 Ab 5,63 Ba

cmolc dm-3 10-20 3,58 Aa 3,04 Aa 3,04 Aa 4,08 Aa 4,54 Ca

0-20 3,83 3,46 3,48 3,68 5,92

0-5 2,74 Ab 2,35 Ab 2,61 Ab 4,20 Aa 0,12 Ac

Ca2+

5-10 2,11 Aa 1,90 Aa 2,00 Aa 2,25 Ba 0,10 Ab

cmolc dm-3 10-20 1,61 Aa 1,56 Aa 1,73 Aa 0,98 Ca 0,11 Aa

0-20 2,15 1,94 2,11 2,47 0,11

0-5 0,54 Ab 0,96 Ab 0,75 Ab 2,03 Aa 0,09 Ac

Mg2+

5-10 0,51 Ab 0,67 Ab 0,54 Ab 1,02 Ba 0,07 Bc

cmolc dm-3 10-20 0,47 Aa 0,52 Aa 0,55 Aa 0,44 Ca 0,06 Ba

0-20 0,51 0,72 0,61 1,16 0,73

0-5 24,33 Ab 66,83 Ab 83,67 Ab 362,67 Aa 37,33 Ab

K+ 5-10 21,67 Ab 48,83 Ab 79,67 Ab 217,00 Aa 25,00 Bb

mg dm-3 10-20 13,00 Aa 67,33 Aa 69,00 Aa 127,67 Aa 17,00 Ca

0-20 19,67 61,00 77,45 235,78 26,44

0-5 3,33 Ab 3,50 Ab 3,57 Ab 7,20 Aa 0,33 Ac

SB 5-10 2,67 Aa 2,70 Aa 2,77 Aa 3,87 Ba 0,20 Bb

cmolc dm-3 10-20 2,10 Aa 2,23 Aa 2,43 Aa 1,73 Ca 0,20 Ba

0-20 2,70 2,81 7,15 4,27 0,24

0-5 7,13 Ab 7,03 Ab 7,33 Ab 9,87 Aa 7,93 Ab

T 5-10 6,80 Aa 6,50 Ab 6,40 Ab 8,10 Aa 5,87 Bb

cmolc dm-3 10-20 5,70 Aa 5,30 Aa 5,53 Aa 5,83 Ba 4,73 Ca

0-20 6,54 6,28 6,42 7,93 6,18

0-5 46,33 Ab 48,87 Ab 48,53 Ab 72,37 Aa 3,90 Ac

V 5-10 38,23 Aa 41,57 Aa 42,43 Aa 47,77 Ba 3,97 Ab

% 10-20 36,80 Aa 41,80 Aa 42,20 Aa 31,47 Ba 4,57 Ab

0-20 40,45 44,08 44,39 50,54 4,15

0-5 40,00 Ab 8,23 Ac 34,37 Ab 100,03 Aa 2,37 Ac

P 5-10 33,93 Aa 5,37 Bb 18,73 Ab 38,63 Ba 1,63 Ab

mg dm-3 10-20 8,83 Aa 2,43 Ca 11,37 Aa 7,57 Ba 1,23 Aa

0-20 27,59 5,34 21,49 48,74 1,74

32

0-5 3,60 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 76,50 Aa

m 5-10 8,47 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 74,83 Aa

% 10-20 9,67 Ab 0,00 Ab 0,00 Ab 8,97 Ab 71,30 Aa

0-20 7,25 0,00 0,00 2,99 74,21

0-5 26,00 Ab 25,50 Ab 24,67 Ab 45,33 Aa 26,67 Ab

MO 5-10 21,00 Ab 22,50 Ab 22,00 Ab 30,33 Ba 20,67 Bb

g dm-3 10-20 18,33 Aa 17,33 Ba 16,33 Aa 19,33 Ca 17,33 Ba

0-20 21,78 21,78 21,00 31,66 21,56 1Sistemas: Culturas anuais S1, S2, S3; Pastagem cultivada (S4); Cerrado nativo (S5);

2Letras iguais, maiúscula na

vertical e minúscula na horizontal, não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (P<0,05); 3Profundidade;

4SB: Soma

de base; T: Capacidade de troca catiônica total; V: Saturação por bases; m: Saturação por alumínio; MO: Matéria

orgânica.

Os teores de alumínio e m % (Tabela 3) foram maiores no sistema S5

que nos demais e, também, na profundidade de 0-5 cm. Os teores foram

considerados muito baixos, ≤ 0,20 cmolc dm-3, para os sistemas S1, S2, S3 e

S4, e médio, 0,51-1,00 cmolc dm-3, para S5, segundo Ribeiro et al. (1999).

Carneiro et al. (2009) ao avaliarem os atributos físicos, químicos e

biológicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob Cerrado nativo, em

diferentes sistemas de manejo, encontraram valor médio para o alumínio

trocável de 0,81 cmolc dm-3 para camada 0-10 cm, a mesma tendência foi

verificada neste trabalho com valor de 0,85 cmolc dm-3 para a referida

camada.

Existe uma relação muito estreita entre pH, Al3+ e m % e assim

observa-se que no Cerrado nativo os valores de pH foram aumentando em

profundidade e os de Al3+ e m % diminuindo. Desta forma, em valores de pH

em CaCl2 em torno de 5,0 não se espera mais encontrar Al no solo, uma vez

que está todo precipitado e assim o valor de m % também será 0 %. Isto

pode ser observado nos sistemas S1, S2 e S3 (Tabela 3).

A porcentagem de saturação de Al3+ (m %) é o parâmetro que melhor

expressa o potencial fitotóxico do Al3+, considerando a variação da CTC

entre os solos. Quando m for > 60 % há um grande aumento na atividade do

alumínio em solução; e para a grande maioria das espécies vegetais, o

crescimento das raízes é praticamente paralisado (Souza e Lobato, 2004).

No sistema Cerrado nativo, onde o solo é mais ácido, com maiores teores de

Al3+, observou-se valores de m maiores que 60 % em todas as

profundidades e coerentemente, menores valores de soma de bases (SB) e

33

consequentemente menores valores de porcentagem de saturação por

bases (V %).

Assim, os valores de SB e V % foram menores no Cerrado, os quais

foram diminuindo conforme a profundidade, com exceção do V % na

profundidade de 10-20 cm cujo valor foi de 4,57 %. Segundo Ribeiro et al

(1999), valores de soma de bases (SB) menores que 0,6 cmolc dm-3 e

valores de V menores que 20 % são considerados muito baixos. Nos

sistemas S1, S2 e S3 foram encontrados valores de V % considerados

adequados, os quais estão na faixa de 36 a 60 %, com exceção da

pastagem na profundidade de 0-5 cm, cujo valor foi de 72,37 %, considerado

muito alto (Souza e Lobato, 2004).

Na acidez potencial houve tendência semelhante ao ocorrido nos

valores do alumínio, sendo maior no sistema S5 em relação às camadas 0-5

e 5-10 cm (Tabela 3). A acidez potencial (H+Al) das áreas estudadas variou

de médio (S1, S2, S3 e S4) a alto (S5), segundo Ribeiro et al. (1999).

Os teores de MO dos sistemas S1, S4, S5 foram considerados

adequados e nos S2 e S3 baixos, segundo Souza e Lobato (2004). Percebe-

se que a MO, diferenciou-se apenas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm,

possuindo o sistema S4 os maiores teores (Tabela 3). A provável explicação

para esse aumento de matéria orgânica é a contribuição da espécie

utilizada, o não revolvimento do solo, os dejetos dos bovinos e a utilização

de resíduos de algodoeira aplicados ao solo. O valor da T (CTC total) foi

maior em S4, camada 0-5 cm, e S4 e S1, camada 5-10 cm. A T, em relação

à média das áreas, foi classificada média para S1, S2, S3 e S5, e bom para

S4, segundo Ribeiro et al. (1999).

Os teores de Ca2+ e Mg2+ (Tabela 3) foram maiores no sistema S4 em

comparação a Cerrado nativo (S5), cujo teor foi menor, principalmente nas

camadas 0-5 e 5-10 cm. Na camada de 5-10 cm, S1, S2 e S3 foram iguais à

pastagem (S4), tendência diferente do Mg2+ que se manteve maior em S4.

Visualizou-se, ainda, que os teores em S4 decresceram significativamente

nas profundidades deste sistema. Entretanto, os teores de Ca2+ dos cultivos

anuais e da pastagem foram considerados adequados, e do Cerrado nativo

34

baixo, segundo Souza e Lobato (2004). Detectou-se também, que o Ca2+

esteve em maiores teores na camada de 0-5 cm em todos os sistemas. Os

valores de Mg2+ foram considerados adequados para os sistemas S1, S2, S3

e S4, e baixo para o S5, segundo Souza e Lobato (2004).

Os teores de Ca2+ no solo foram sempre maiores do que os de Mg2+.

Isso era esperado pela série de retenção de cátions, que determina que o

Ca2+ é mais fortemente retido na matriz coloidal do solo do que o Mg2+

(Quaggio, 2000), e também pela maior quantidade de Ca na calagem.

O potássio foi maior no sistema S4 na camada de 0-10 cm em

comparação aos demais, incluindo S5 que obteve os menores valores e

redução deste em profundidade. O valor médio do K+ nas áreas variou entre

baixo (S1), adequado (S2, S3 e S5) e alto (S4), segundo Souza e Lobato

(2004). O valor encontrado no sistema S4, considerado alto, se deve

possivelmente à adubação anual realizada na área, como também à espécie

forrageira presente, a qual permanece no sistema por mais tempo e participa

mais ativamente da ciclagem de nutrientes, quando comparado aos sistemas

de cultivos anuais que, provavelmente, exportam mais nutrientes e pouco

contribuem com os resíduos deixados.

O teor de fósforo foi maior nas duas primeiras camadas (0-10 cm) em

todos os sistemas, corroborando o comportamento pouco móvel deste nas

camadas, sendo os maiores teores na camada 0-5 cm. O P foi classificado

como muito baixo para S5, médio para S2 e alto para S1, S3 e S4 (Souza e

Lobato, 2004). Ao analisar o P com pH (Tabela 3), depreende-se que na

camada 0-5 cm os sistemas que apresentam alto teor de P possuem pH na

faixa em que o elemento está mais disponível, o que ocorre de forma geral

na camada 0-20 cm desses sistemas. Considerando o Cerrado, que ao

contrário dos outros sistemas não recebeu adução fosfatada e nem correção

com calagem, era esperado o baixo teor de fósforo.

Segundo Malavolta (1976), o fósforo do solo é especialmente afetado

pela variação do pH. Este elemento tem a sua maior solubilidade confinada

a um pH em torno de 5,5- 6,0. À medida que o pH vai atingindo valores

menores que 5,0, o fósforo vai se insolubilizando na forma de fosfatos de

35

ferro e de alumínio, no processo conhecido como “adsorção específica”. Em

pH muito elevado (igual ou maior que 7,0), há formação de fosfatos cálcicos

[CaHPO4 e Ca3 (PO4)2], insolúveis.

Ressalta-se, ainda que, embora as quantidades de P e K+ aplicadas

tenham sido semelhantes nos sistemas de cultivos anuais, os teores

encontrados nos mesmos foram diferentes. Isto provavelmente está

relacionado com os teores de argila e as espécies cultivadas, que possuem

formas de extração diferentes. Na pastagem (S4), além do pH e da

adubação realizada, outro fator que possivelmente colabora para os altos

teores na camada 0-5 cm é a maior permanecia da espécie vegetal no

sistema.

As diferenças encontradas para os atributos em geral, estão

relacionadas ao fato dos solos da região dos Cerrado não oferecerem

condições de fertilidade para a manutenção de boas produções das culturas

e da pastagem, sendo importante a adoção de práticas corretivas e

adubações para o bom desenvolvimento das plantas cultivadas bem como

retorno financeiro ao produtor.

Carneiro et al. (2009) obtiveram resultados semelhantes aos

anteriormente discutidos, em Latossolo e Neossolo, sendo que nas áreas

sob vegetação de Cerrado observaram maiores teores de H + Al e Al3+ e

menor concentração de Ca2+, Mg2+ e P em relação às áreas manejadas. Os

autores relatam que isto ocorreu porque não houve correção e adubação

nas áreas e se tratavam de solos originalmente distróficos. Alvarenga e

Davide (1999) também verificaram que houve substanciais aumentos nos

teores de nutrientes, bem como diminuição da acidez e do teor de Al trocável

no sistema culturas anuais, quando comparado com Cerrado nativo.

De maneira geral, na profundidade 10-20 cm ocorreu pouca diferença

em relação aos teores dos atributos químicos, sendo mais significativos nas

camadas 0-5 e 5-10 cm. Possivelmente, esse fato está relacionado à

profundidade de preparo e dinâmica dos nutrientes no solo.

36

4.2 Atributos físicos do solo

Identificou-se que os sistemas S1 e S5 pertencem a solos de textura

média, e os sistemas S2, S3 e S4 a solos de textura argilosa. Os resultados

dos atributos físicos nos sistemas estudados encontram-se na Tabela 4.

Os valores de densidade do solo foram maiores nos sistemas S1e S4

e menores nos sistemas S2 e S3, considerando os valores absolutos da

camada de 0-20 cm. Ressalta-se que, por se tratar de solos de textura

média e argilosa, a comparação entre densidades fica comprometida, pois,

devido à forma, ao tamanho e ao arranjamento diferenciado das partículas

de areia e argila, os valores médios de densidade de solos arenosos são

maiores do que os de solos argilosos (Camargo e Alleoni, 2006). Entretanto,

verifica-se que entre S1 e S5, houve diferença entre todas as camadas,

onde S1 (1,52 Mg m-3) possui densidade próxima da considerada crítica

(1,55 Mg m-3) para solos franco-argilosos a argilosos (Camargo e Alleoni,

2006).

Em relação ao exposto acima, infere-se que o sistema de manejo

utilizado pode ter interferido negativamente na densidade do solo no sistema

S1. Segundo Figueiredo et al. (2009), tal fato demonstra que os cultivos

intensivos tendem a promover um desarranjo maior das partículas do solo, o

que favorece o aumento da compactação. Além disso, afeta o

desenvolvimento das raízes e da planta em geral, quando na capacidade de

campo (Camargo e Alleoni, 2006), resultando também em prejuízos na

produção agrícola (Souza, 2011).

Foi possível detectar que S2 foi o único sistema a apresentar

diferença de densidade entre suas camadas, como demonstrado na Tabela

4. Isto indica uma consequência direta do preparo, que possibilita o aumento

do volume de poros e da permeabilidade na camada preparada, facilitando o

armazenamento de ar e crescimento das raízes (Bertol et al., 2000),

entretanto, a camada superficial pode sofrer compactação, causada pelo

tráfego de máquinas em operações de preparo do solo, semeadura, tratos

culturais e colheita (Flowers e Lal, 1998).

37

TABELA 4. Atributos físicos do solo de diversos sistemas e profundidades

de amostragem, no município de Campo Verde – MT.

Atributos Físicos4 Prof

3 Sistemas

1

cm S1 S2 S3 S4 S5

0-5 292,00 Ac2 539,00 Aa 553,67 Aa 397,67 Ab 211,33 Ad

Argila 5-10 252,00 Ac 559,00 Aa 563,67 Aa 392,33 Ab 201,33 Ac

g kg-1

10-20 252,00 Ac 594,00 Aa 563,67 Aa 382,67 Ab 221,33 Ac

0-20 265,33 564,00 560,34 390,89 211,33

0-5 97,67 Aa 108,00 Aa 98,67 Aa 100,33 Aa 86,33 Ba

Silte 5-10 92,00 Aa 103,33 Aa 98,33 Aa 90,33 Aa 96,33 Aa

g kg-1

10-20 86,67 Aa 99,33 Aa 98,33 Aa 94,67 Aa 97,00 Aa

0-20 92,11 103,55 98,44 95,11 93,22

0-5 640,33 Aa 353,00 Ac 347,67 Ac 502,00 Ab 702,33 Aa

Areia 5-10 656,00 Aa 337,67 Ac 338,00 Ac 517,33 Ab 702,33 Aa

g kg-1 10-20 661,33 Aa 306,67 Ac 338,00 Ac 522,67 Ab 681,67 Aa

0-20 652,55 332,45 341,22 514,00 695,44

0-5 1,49 Aa 1,34 Ab 1,24 Ac 1,41 Aa 1,35 Ab

Ds 5-10 1,52 Aa 1,25 Bd 1,24 Ad 1,44 Ab 1,36 Ac

Mg m-3 10-20 1,56 Aa 1,20 Bd 1,20 Ad 1,45 Ab 1,35 Ac

0-20 1,52 1,26 1,23 1,43 1,35

0-5 0,14 Ab 0,09 Cc 0,16 Bb 0,15 Ab 0,24 Aa

MA 5-10 0,13 Ac 0,12 Bc 0,19 Ab 0,13 Ac 0,25 Aa

m3 m

-3 10-20 0,13 Ad 0,17 Ac 0,21 Ab 0,15 Ac 0,25 Aa

0-20 0,13 0,13 0,19 0,14 0,25

0-5 0,32 Ac 0,42 Aa 0,39 Aa 0,35 Ab 0,25 Ad

MI 5-10 0,31 Ac 0,41 Aa 0,37 Ab 0,36 Ab 0,23 Ad

m3 m

-3 10-20 0,31 Ac 0,38 Ba 0,35 Ab 0,33 Ac 0,24 Ad

0-20 0,31 0,41 0,37 0,35 0,24

0-5 0,46 Ad 0,51 Ab 0,56 Aa 0,51 Ab 0,48 Ac

PT 5-10 0,44 Bd 0,53 Ab 0,56 Aa 0,48 Bc 0,48 Ac

m3 m

-3 10-20 0,44 Bc 0,56 Aa 0,56 Aa 0,48 Bb 0,49 Ab

0-20 0,45 0,53 0,56 0,49 0,49

0-5 2,13 Aa 1,88 Aa 1,74 Aa 2,33 Aa 2,52 Aa

DMP 5-10 1,27 Bb 1,72 Ab 1,29 Bb 2,52 Aa 2,48 Aa

mm 10-20 0,96 Bb 1,40 Ab 1,29 Bb 1,22 Bb 2,46 Aa 0-20 1,45 1,67 1,44 2,02 2,49

0-5 1,55 Aa 1,29 Aa 1,11 Aa 1,76 Aa 2,19 Aa

DMG 5-10 0,76 Bb 1,09 Ab 0,78 Bb 2,07 Aa 2,15 Aa

mm 10-20 0,57 Bb 0,84 Ab 0,79 Bb 0,74 Bb 2,11 Aa 0-20 0,96 1,07 0,89 1,52 2,15

0-5 89,38 Ab 90,94 Ab 88,90 Ab 92,62 Ab 97,93 Aa

IEA 5-10 81,84 Bb 87,54 Bb 85,74 Bb 94,59 Aa 98,43 Aa

% 10-20 80,58 Bb 84,45 Bb 86,44 Bb 81,14 Bb 97,75 Aa

0-20 83,93 87,64 87,03 89,45 98,04

38

0-5 3,37 Aa 4,60 Ba 2,99 Ba 3,93 Aa 2,45 Aa

RMP 5-10 4,31 Ab 5,60 Aa 4,2 Ab 5,34 Aa 3,28 Ab

MPa 10-20 5,21 Aa 4,74 Ba 4,83 Aa 5,13 Aa 3,39 Ab 0-20 4,30 4,98 4,01 4,80 3,04

0-5 11,46 Ac 18,87 Aa 20,29 Aa 17,03 Ab 10,34 Ac

Umidade 5-10 10,72 Ac 18,49 Aa 19,34 Aa 14,85 Bb 10,09 Ac

% 10-20 9,54 Ac 18,82 Aa 18,25 Aa 13,62 Bb 9,09 Ac




4Ds:

Densidade do solo; MA: Macroporosidade; MI: Microporosidade; PT: Porosidade total; DMP: Diâmetro médio

ponderado; 9DMG: Diâmetro médio geométrico; IEA: Índice de estabilidade de agregados; RMP: Resistência

mecânica do solo à penetração.

Os valores de densidade nos sistemas S2 e S3 estiveram próximos

ao considerado ideal, entre 1,0 e 1,2 Mg m-3, para solos argilosos (Camargo

e Alleoni, 2006), entretanto o valor na camada 0-5 cm no sistema S2,

pressupõe um maior adensamento. Com relação à pastagem, os valores

estiveram acima da faixa anteriormente citada. De acordo com Benito et al.

(2008), que em seu estudo obteve maior valor de densidade na pastagem, o

aumento na densidade justifica-se pela ação compactadora do tráfego do

gado, o que é agravado pela variação de umidade e textura argilosa e pela

maior quantidade de matéria orgânica que funciona como agente

cimentante; quando um solo seca, a desidratação dos agentes cimentantes

e a consolidação da argila podem promover uma densificação maior que a

causada por qualquer agente externo em condições naturais (Freitas e

Blancaneaux, 1994).

Considerando o estudo de Carneiro et al. (2009) que avaliaram os

sistemas milheto em plantio convencional e Cerrado nativo, os autores

verificaram que o primeiro possui maior densidade em relação ao segundo.

Porém, os valores obtidos nos diferentes manejos e uso do solo não

atingiram valores impeditivos ao crescimento radicular. Observa-se, no

entanto, que os manejos empregados modificaram as condições naturais do

solo, havendo semelhança com os resultados ora apresentados.

O solo sob Cerrado nativo (S5), por não ter sido cultivado, não

sofrendo os efeitos do trânsito de máquinas e equipamentos, apresentou

maiores valores de macroporosidade e menor valor de microporosidade

39

(Tabela 4). Figueiredo et al. (2009) também encontraram maiores e menores

valores, para macro e microporosidade, respectivamente, nos solos sob

vegetação nativa comparados com áreas sob cultivos.

Normalmente, solos de mata e campo nativo apresentam maior

macroporosidade, comparativamente aos solos cultivados (Albuquerque et

al., 2001; Fonseca et al., 2007). Além disso, nota-se que nas áreas em

estudo, os valores da macroporosidade foram superiores ao valor crítico

adotado por Tormena et al. (1998), que está em torno de 0,10 m3 m-3, com

exceção da camada 0-5 cm no sistema S2 (Tabela 4), a qual, possivelmente,

sofre os efeitos da compactação. Segundo Fonseca et al.( 2007) a redução

da macroporosidade do solo tem efeito direto na taxa de infiltração de água

e na resistência mecânica à penetração de raízes.

Em relação a menor MI no S5, esse valor era esperado por considerar

que os sistemas S2, S3 e S4 são mais argilosos que a pastagem e Cerrado

nativo, incluindo também S1, que mesmo sendo de textura média, apresenta

teor de argila um pouco maior que o Cerrado nativo, fato que também

influencia na porosidade total dos sistemas. Sobre a microporosidade, sabe-

se que reduções acentuadas prejudicam principalmente o armazenamento

de água no solo e o seu aumento pode indicar compactação do solo, quando

associado à diminuição da macroporosidade (Fonseca et al., 2007).

O DMP foi igual para todos os sistemas na camada 0-5 cm, porém,

S1, S4 e S5, foram aqueles que possuem agregados maiores que 2,00 mm,

ou seja, são mais resistentes a ação desagregante da água. Na camada 5-

10 cm, os sistemas S4 e S5 se diferenciaram dos demais, e na camada 10-

20 cm o sistema S5 apresentou os maiores agregados. Esse fato evidencia

que o S5, sistema natural, mantém sua estrutura com agregados mais

estáveis.

A estabilidade de agregados tende a aumentar em solos sob

gramíneas do que sob leguminosas (Silva e Mielniczuk, 1998), o diâmetro

médio ponderado de agregados maiores que 2 mm na pastagem, camada 0-

10 cm, e no sistema S1, camada 0-5 cm (Tabela 4), comparado aos outros

sistemas, com exceção do Cerrado nativo, confirma que as gramíneas são

40

mais eficientes na estabilização dos agregados maiores que 2 mm (Silva e

Mielniczuk, 1998). O solo do sistema S4 permanece o ano todo sob

gramínea, enquanto que os solos dos sistemas de cultivos anuais estão

sujeitos à sucessão de culturas como soja e algodão, além de contar com

movimentação do solo devido à semeadura.

Alvarenga et al. (1999) verificaram que os ecossistemas naturais

(Cerrado e pastagem nativa), com maiores valores de carbono total, também

tiveram maior estabilidade de agregados em água, o que está diretamente

relacionado com os maiores teores de matéria orgânica no solo. Além disso,

quanto mais próximo da superfície, maior poderá ser o efeito da matéria

orgânica do solo sobre o DMP dos agregados, conforme Carpenedo e

Mielniczuk (1990), e Paladini e Mielniczuk (1991).

Em relação ao DMG, os sistemas que apresentaram maior ocorrência

de classe de agregados maiores que 2,00 mm foram o sistema S5 em todas

as camadas, e o sistema S4 na camada 5-10 cm. Observa-se também que o

sistema S5 é aquele que, dado às condições naturais e diversidade de

espécies, mantém um maior valor absoluto de IEA em comparação as

demais sistemas (Tabela 4).

A resistência à penetração mecânica não diferiu na camada 0-5 cm,

sendo maior em S1 e S4, camada 5-10 cm, e maior nos cultivos anuais e

pastagem, na camada 10-20 cm. Percebe-se, no entanto, com a baixa

umidade no solo, que os valores de RMP nos sistemas atingiram níveis

altamente impeditivos ao crescimento radicular, acima de 3,5 MPa, sendo

indicativo de compactação (Torres e Saraiva, 1999).

Torna-se necessário salientar, em relação aos dados de resistência, a

atuação da textura e umidade de cada área, sendo possível estabelecer um

paralelo entre ambiente natural e sistemas cultivados, somente com S1,

pertencente à mesma classe textural e possuindo umidade semelhante.

Verifica-se, assim, que apenas na camada 10-20 cm ocorreu diferença entre

os sistemas. Contudo, observando os valores, é nítido o processo de maior

resistência no sistema S1, aumentando com a profundidade.

41

Em condição de baixa umidade, a água encontra-se num maior

estado de tensão nos poros do solo. Além dessa tensão, somam-se as

forças de coesão e de adesão já existentes entre os sólidos do solo,

resultando em maior resistência à deformação ou à penetração de raízes

numa condição de baixa umidade; com o aumento do teor de água decresce

a atuação das forças de coesão entre as partículas do solo e o atrito interno,

provocando, então, a diminuição da RMP (Cunha et al., 2002).

A maior densidade e aumento da resistência à penetração no sistema

S1 indicam claramente a alteração do solo nessa área e presença de

compactação nas camadas. De acordo com Stone et al. (2002), avaliando a

compactação do solo na cultura do feijoeiro em Latossolo, a porosidade total

e a macroporosidade diminuíram, e a resistência do solo a penetração

apresentou acréscimo com o aumento da densidade do solo.

4.3 Atributos biológicos do solo

O Cerrado nativo foi o sistema que obteve maior CBM em valores

absolutos, considerando a camada de 0-10 cm (Tabela 5). O fato de o

Cerrado nativo apresentar maior CBM do que as áreas cultivadas, já era

esperado, tendo sido observado por diversos outros autores em diferentes

trabalhos (Oliveira, 2000; Mendes, 2002; Matsuoka et al., 2003; Costa et al.,

2006; Ferreira et al., 2007; Benito, 2011). Segundo Roscoe et al.(2006), em

geral os maiores valores de CBM são encontrados nos sistemas naturais,

destacando-se os ambientes onde há um maior fluxo de resíduos.

O carbono da biomassa microbiana foi afetado pelo manejo e uso do

solo dos sistemas, uma vez que na área sob Cerrado nativo os valores

encontrados foram maiores na camada 0-5 cm, diferindo dos sistemas

anuais (Tabela 5), com exceção da pastagem (S4). A área sob Cerrado

nativo apresenta grande variedade de espécies vegetais o que gera uma

serapilheira igualmente diversificada. A pastagem composta de braquiária e

outras gramíneas em menor escala, conta ainda com aporte de material

orgânico depositado, aliado a esses fatores está o não revolvimento desses

42

sistemas, assim o somatório desses fatores gera condições para que a

microbiota possa se desenvolver (D’Andrea et al., 2002).

TABELA 5. Atributos biológicos e carbono total do solo de diversos sistemas

e profundidades de amostragem, no município de Campo Verde – MT.

Atributos Biológicos4 Prof

3 Sistemas

1

cm S1 S2 S3 S4 S5

0-5 164,13 Ab2 82,98 Bc 169,89 Ab 435,38 Aa 436,86 Aa

CBM 5-10 130,71 Bc 102,69 Ad 125,39 Ac 263,38 Bb 278,86 Ba

g C g-1

solo 10-20 109,72 Cb 114,86 Ab 144,28 Aa 107,69 Cb 134,72 Ca

0-20 134,85 100,18 146,52 268,82 283,48

0-5 15,80 Ab 45,68 Ab 25,86 Ab 95,69 Aa 35,16 Ab

RBS5 5-10 13,13 Ab 26,72 Aa 14,11 Ab 20,20 Bb 32,48 Aa

(mg C-CO2 10-20 10,93 Ab 18,78 Aa 2,30 Ab 18,75 Ba 20,55 Aa

kg-1

solo d-1

) x10 0-20 13,29 30,39 14,09 44,88 29,4

0-5 16,91 Ab 22,28 Ab 19,38 Ab 33,90 Aa 24,52 Ab

CT 5-10 14,50 Ab 20,27 Aa 16,98 Ab 24,16 Ba 15,43 Bb

g kg-1

10-20 11,34 Ba 15,34 Aa 13,87 Aa 14,25 Ca 11,69 Ca




4CBM:

Carbono da biomassa microbiana; RBS: Respiração basal do solo; CT: Carbono total.

Considerando-se que a maior intensidade de atividade biológica

ocorre na camada superficial do solo, a sua exposição aos processos

erosivos, com remoção de material do solo devido ao uso e/ou manejo

inadequados, reduz sua qualidade (Alvarenga et al., 1999). Esses autores

encontraram maior teor de carbono microbiano 511,2 µg C g-1 no Cerrado,

considerando 20 cm de profundidade. Carneiro et al. (2009) também

encontraram, na camada de 0-10 cm, maiores teores de carbono microbiano

no Cerrado, ficando a pastagem cultivada com o segundo maior valor.

Os dados encontrados neste trabalho estão, em parte, de acordo com

os estudos supracitados, tendo o Cerrado e a pastagem os maiores teores

de CBM na camada 0-20 cm, em relação aos cultivos anuais. Matsuoka et

al. (2003) verificaram redução do carbono microbiano na ordem de 75 % em

relação ao Cerrado nas camadas de 0-5 e 0-20 cm. Os mesmos autores

ressaltam ainda que a diversidade florística das áreas nativas e a presença

43

de vegetação durante todo o ano influenciam a produção (quantidade) e a

qualidade da serapilheira, o que somado também à ausência de preparo do

solo, contribuem para a ocorrência de maiores níveis de biomassa nessas

áreas, comparativamente às áreas sob cultivo.

Em relação à respiração, a pastagem (S4) foi o sistema que mais

liberou carbono, considerando-se os dez dias de incubação. Na camada 0-5

cm, esse valor difere dos outros sistemas, incluindo o Cerrado (S5).

Observa-se ainda que a atividade foi decrescendo com a profundidade nos

sistemas. Segundo Moltocaro (2007), a alta RBS pode ser atribuída tanto a

uma decomposição de matéria orgânica do solo de uma grande reserva de

substratos, como de uma pequena reserva decorrente, por exemplo, da

mobilização do solo, dessa forma altas taxas podem indicar tanto um

distúrbio ecológico como um alto nível de produtividade do ecossistema.

Segundo Borges et al. (1999), o solo sob mata tem atividade

microbiana mais elevada do que os demais cultivos como banana, citros,

manga e mandioca, podendo tal fato ser atribuído à maior concentração de

carbono na camada superior do solo sob mata. Dessa maneira eles

argumentaram que, o cultivo do solo, independentemente da cultura, afetou,

direta ou indiretamente, a atividade microbiana no horizonte superficial.

Salientando ainda que, a redução dessa atividade em profundidade esteve

relacionada com a diminuição da macroporosidade e dos teores de carbono.

Nos cultivos anuais, o manejo e a reduzida diversidade de plantas

podem ter influenciado nesse comportamento, e, como observado

anteriormente, são sistemas que possuem menor carbono da biomassa

microbiana, o que pressupõem redução direta dos microrganismos.

O maior teor de carbono no solo foi encontrado no sistema S4,

camada 0-5 cm, e S4 e S2 na camada 5-10 cm. Na pastagem, a ausência de

revolvimento do solo, a presença de gramíneas e aplicação de resíduos de

algodão pode ter favorecido a agregação o que pode ter promovido o maior

estoque do carbono no solo. Contudo, Alvarenga e Davide (1999)

observaram que o Cerrado nativo apresentou maior concentração de

carbono no solo, em relação aos demais sistemas, dentre eles, pastagem

44

cultivada e culturas anuais. Alvarenga et al. (1999), também obtiveram em

seus estudos que os teores de carbono total foram maiores nas amostras de

solo de Cerrado natural e pasto nativo, enquanto os menores valores foram

encontrados no eucalipto, sendo pasto plantado e cultura anual

intermediários.

4.4 Seleção de componentes principais

O gráfico do cotovelo ou scree plot, é um dos métodos utilizados para

seleção de componentes a serem avaliados (Figura 2). Nesse gráfico,

segundo Hair Jr. et al. (2009), inicialmente, a linha que une os autovalores

dos componentes tem ângulo de inclinação maior devido a maior

representatividade da variação total, e depois decrescem se aproximando de

uma reta horizontal, cujo ponto onde isso se inicia é considerado indicativo

do número de fatores a serem extraídos.

Na Figura 2, pode-se observar que a variação passa a ser menor a

partir do quarto componente principal. Isso significa que, por esse método, o

número de componentes ideal para explicar a variação dos dados seria

quatro, contudo, considerando o critério de Johnson e Wichern (2007),

utilizaram-se, então, três componentes principais (CP), atingindo 82,1% da

variância total.

N ú m e r o d e C o m p o n e n te s

Au

tov

alo

re

s

2 62 42 22 01 81 61 41 21 08642

1 2

1 0

8

6

4

2

0

Figura 2. Gráfico do cotovelo para os dados considerando a matriz de

correlação amostral.

45

4.5 Análise dos componentes principais

Na maioria dos estudos usam-se apenas os dois primeiros eixos,

considerados suficientes para explicar os dados e pela facilidade de

interpretação de um gráfico em duas dimensões (Alvarenga e Davide, 1999;

Gomes et al., 2004; Carvalho, 2008, Freddi et al., 2008). Dessa forma,

mesmo tendo encontrado três componentes principais (Figura 2) utilizou-se

o gráfico bidimensional (Figura 3) para observar o agrupamento das

variáveis responsáveis pela distinção dos sistemas.

Figura 3. Gráfico bidimensional. Análise dos componentes principais dos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, na profundidade

de 0-20, e também dos Sistemas: Culturas anuais S1, S2, S3; Pastagem cultivada (S4); Cerrado nativo (S5).

Na Figura 3 nota-se inicialmente, entre os atributos químicos, as

correlações com o primeiro componente, que explica 43,9% da variância

total, verifica-se também a relação negativa entre as variáveis Al, H+Al e m%

com pH CaCl2, Ca2+, Mg2+, Ca+Mg, soma de bases (SB) e saturação de

bases (V%), sendo esses atributos os principais responsáveis pela

diferenciação dos sistemas.

Nesse primeiro componente, além das propriedades químicas, a

microporosidade ficou agrupada às bases do solo. Isto pressupõe que em

46

ambientes com mais microporos, e consequentemente, com maior teor de

argila, pode ocorre maiores teores de bases. Esse fato indica a influência do

manejo, adotado nos sistemas como, por exemplo, a adubação e a correção,

nos atributos desses em comparação às condições naturais, que ao receber

esses manejos aumenta o teor de bases, principalmente Ca2+, no complexo

de troca neutralizando o H+ e Al3+, aumentando com isso o pH.

O segundo componente principal (CP2) explica mais 26,7 % da

variância total dos dados, e assim percebe-se que neste componente, os

principais atributos químicos foram T e matéria orgânica (MO); entre os

atributos físicos destaca-se o diâmetro médio ponderado (DMP) e diâmetro

médio geométrico (DMG); e os microbianos, o carbono da biomassa (CBM)

e respiração basal do solo (RBS), tem-se ainda o carbono total (CT), sendo

que todos estes possuem correlação positiva com o segundo componente. O

agrupamento observado entre esses atributos dá indícios de que as

alterações em qualquer um desses provocam reações em cadeia, alterando

uma série de propriedades do solo.

Complementando a discussão anterior, ao se adotar um sistema que

promova revolvimento intenso do solo aliado a pouca diversidade de plantas

cultivadas observa-se que há redução da estabilidade de agregados e

quantidade de microrganismos presentes principalmente na camada

superficial do solo (0-5 cm). O contrário do que acontece em um sistema que

utilize uma espécie que possibilite adição de material orgânico e, além disso,

promova adição extra de resíduos de outras áreas, aliado a correção e

adubação de manutenção, ocorrerá melhora dessas propriedades, como

verificado no sistema S4.

Sistemas de manejo que proporcionem agregados mais resistentes

são desejáveis, pois manterão a estrutura do solo sem grandes alterações

quando submetidos a forças externas, como pisoteio de animais e

operações mecanizadas, além de maior resistência às perdas por erosão

(Ferreira et al., 2010).

No terceiro componente (Tabela 6), que explica 11,5 % da variância,

tem-se uma maior contribuição da relação negativa entre porosidade total e

47

densidade do solo, indicando que os manejos como tráfego de máquinas no

preparo e na condução da cultura, podem influenciar na sustentabilidade

desses sistemas, considerando também a textura de cada solo. De acordo

com Araújo et al. (2007), alterações na densidade e porosidade apresentam

estreita relação com a intensidade de uso do solo, ou seja, quanto maior for

a intensidade de uso, maior a compactação. Costa et al. (2003) também

citam que a classe de solo, as condições de umidade, nas quais são

realizadas as operações de preparo, semeadura, tratamentos fitossanitários

e colheita bem como de utilização do manejo adotado, também influenciam

no comportamento da densidade do solo sob diferentes sistemas de uso.

A distribuição dos sistemas de manejo em relação aos dois

componentes principais (Figura 3) proporcionou uma separação evidente

entre o sistema S5, em condições originais, dos demais sistemas,

provavelmente devido ao fato deste não sofrer qualquer manejo, mantendo

assim seus atributos inalterados em relação aos sistemas de cultivos anuais

e pastagem.

Por meio da análise de correlação entre cada componente e variável

analisada e da soma dos quadrados dos coeficientes de correlação, foi

possível caracterizar, de forma geral, as variáveis quanto ao grau de

influência sobre os demais atributos do solo como demonstrado na Tabela 6.

Nesse caso os atributos que possuem maior soma de quadrados, próximos

a um (1,00), são os mais importantes.

48

TABELA 6. Coeficientes de correlação entre coeficientes de autovetores e

autovalores de cada componente principal (CP) e soma de quadrados dos

coeficientes de correlação (SQ).

Variável1 CP1 CP2 CP3 SQ

pH CaCl2 -0,968 0,030 0,039 0,939

P -0,603 0,569 -0,183 0,721

K+ -0,616 0,465 0,078 0,602

Ca+Mg -0,923 0,290 -0,118 0,950

Ca2+

-0,909 0,228 -0,150 0,901

Mg2+

-0,885 0,419 -0,030 0,960

Al3+

0,868 0,411 0,056 0,925

H+ 0,689 0,365 0,044 0,610

H+Al 0,758 0,392 0,049 0,730

m 0,878 0,392 0,136 0,943

SB -0,926 0,333 -0,095 0,978

T -0,479 0,744 -0,074 0,788

V -0,975 0,013 -0,100 0,960

MO -0,523 0,795 -0,041 0,908

CT -0,506 0,752 0,222 0,871

Areia 0,634 0,465 -0,581 0,955

Argila -0,630 -0,473 0,571 0,946

MA 0,647 0,185 0,465 0,670

MI -0,802 -0,357 0,220 0,820

PT -0,348 -0,271 0,861 0,937

Ds 0,090 0,277 -0,925 0,940

DMP 0,186 0,774 0,262 0,702

DMG 0,320 0,776 0,227 0,757

IEA 0,320 0,685 0,421 0,749

RPM -0,437 -0,457 -0,243 0,459

CBM 0,086 0,868 0,159 0,785

RBS -0,386 0,712 0,132 0,673 1m: Saturação por alumínio; SB: Soma de bases; T: Capacidade de troca catiônica total; V: Saturação por bases;

MO: Matéria orgânica; CT: Carbono total; MA: Macroporosidade; MI: Microporosidade; PT: Porosidade total; Ds:

Densidade de solo; DMP: Diâmetro médio ponderado; DMG: Diâmetro médio geométrico; IEA: Índice de estabilidade de agregados; RMP: Resistência mecânica à penetração; CBM: Carbono da biomassa microbiana; PBS: Respiração basal do solo.

De acordo com a Tabela 6, verifica-se a importância dos atributos

físicos ligados à textura, como o teor de argila e areia, porosidade e

densidade; e dos atributos químicos como MO, pH, Ca2+, Mg2+, m e V.

Alvarenga e Davide (1999) com o objetivo de avaliar a alteração das

características físicas e químicas de um Latossolo Vermelho-Escuro

distrófico sob vegetação de Cerrado, quando submetido a diferentes

49

sistemas de uso, obtiveram que o agroecossistema com culturas anuais foi o

que mais se diferenciou do ecossistema original de Cerrado, e as

características mais afetadas foram: K+, Ca2+, Mg2+, S, P, densidade do solo,

microporosidade, porosidade total e percentagem de agregados > 2 mm.

Valadão (2010) estudando a situação atual dos teores dos micronutrientes

em regiões agrícolas do Estado de Mato Grosso, observou que MO, V, SB,

CTC e pH foram as variáveis que mais se destacaram no complexo de

relações do solo.

Com base nos resultados de todos os atributos pode-se inferir que,

dentre os sistemas manejados, a pastagem cultivada foi o sistema onde se

observou maior proximidade ao Cerrado nativo, a qual possui maior

estabilidade de agregados, mantendo uma microbiota ativa e

consequentemente uma ciclagem maior de nutrientes. Isto se tornou

possível, devido ao manejo adotado, que reaproveita os resíduos de outra

cultura nesse solo, a espécie utilizada, bem como a adubação fornecida e o

não revolvimento do solo.

Desta forma, compreende-se que independentemente dos sistemas

adotados houve alteração da condição natural do solo. Contudo, o solo

buscará um novo equilíbrio, e nisso a colaboração do homem é essencial, no

intuito de buscar práticas conservacionistas, como rotação de culturas,

adubação verde, integração lavoura-pecuária-floresta, que possibilitam uma

maior adição de matéria orgânica, diversificação e aumento da microbiota,

otimização dos nutrientes e melhora nos atributos físicos, levando o sistema

a um nível mais sustentável.

5 CONCLUSÕES

Os atributos químicos foram positivamente influenciados pelos

sistemas.

Dentre os atributos físicos destaca-se os agregados nos cultivos

anuais que sofreram redução do diâmetro médio geométrico maior que 2

milímetros.

A biomassa microbiana foi afetada negativamente pelos cultivos

anuais.

A pastagem cultivada foi o sistema que se destacou dentre os demais

sistemas, por possuir agregados mais estáveis e carbono microbiano

semelhante ao Cerrado nativo.

As variáveis que mais se destacaram no complexo de relações do

solo e possibilitaram a distinção dos sistemas foram pH CaCl2, Ca2+, Mg2+,

Ca+Mg, Al3+, SB, V%, m%, MO, Ds, PT, Areia e Argila.

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