XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la

XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso
Peruano de la Ciencia del Suelo
“EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra”
Cusco – Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014
Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco
AVALIAÇÃO DE ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO EM MISTURAS DE
HORIZONTES SUPERFICIAIS E B PLÂNICO
Pimentel, D.C. 1*; Castro, G.A. 1; Pereira, M.S. 2; Romero, R.E. 3
1 Bolsista
de Iniciação Científica, Departamento de Ciências do Solo (DCS), Universidade Federal do
Ceará (UFC). 2 Mestrando em Solos e Nutrição de Plantas, DCS, UFC. 3 Professor Adjunto, DCS, UFC.
*Autor de contacto: Email: [email protected] Avenida Mister Hull 2977, Campus do Pici- Bloco 807, CEP
60021-970, Fortaleza-CE, Brasil; +558899846065.
RESUMO
Os Planossolos apresentam mudança textural abrupta, drenagem imperfeita e
adensamento, podendo exibir caráter sódico. Do ponto de vista da física do solo, esses
atributos podem influenciar negativamente o desenvolvimento vegetal. O uso de arados e
grades no preparo convencional resulta em intenso revolvimento do solo. Portanto,
dependendo da profundidade do horizonte plânico no perfil do solo e da profundidade de
trabalho do implemento tem-se proporções variadas de mistura dos horizontes superficiais e
subsuperficial. Dessa forma, objetivou-se avaliar os atributos físicos do solo com diferentes
proporções de material do horizonte plânico. Coletaram-se materiais dos horizontes
superficiais (A+E) e do B plânico de um PLANOSSOLO HÁPLICO que foram usados em
diferentes proporções para obtenção de 5 tratamentos: 100%A+E (T1); 75%A+E e 25%B
(T2); 50%A+E e 50%B (T3); 25%A+E e 75%B (T4) e 100%B (T5). Conduziu-se um
experimento em laboratório com delineamento experimental inteiramente casualizado em
esquema fatorial 5x3 com 6 repetições, sendo avaliada a densidade, a porosidade total e a
condutividade hidráulica do solo saturado (Kθ). O primeiro fator de tratamento refere-se às
diferentes misturas de horizontes enquanto o segundo corresponde ao número (5, 10 e 15)
de ciclos de umedecimento e secagem (NC) avaliados. Não houve interação significativa
entre os fatores de tratamento para nenhum dos parâmetros físicos avaliados. O T5 e o
tratamento submetido a 10 ciclos exibiram os menores valores de densidade e os maiores
valores de porosidade total do solo. Os NC não influenciaram a Kθ, todavia, ela decresceu
58,87% do T1 para o T5.
PALAVRAS CHAVE
Manejo do solo; Física do solo; Planossolo.
INTRODUÇÃO
De acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, SiBCS, (EMBRAPA, 2013),
Planossolos compreendem solos minerais imperfeitos ou mal drenados, com horizonte
superficial ou subsuperficial eluvial, de textura mais leve, que contrasta abruptamente com
horizonte B plânico, um tipo especial de horizonte B textural com ou sem caráter sódico,
imediatamente subjacente, adensado, geralmente de acentuada concentração de argila,
permeabilidade lenta a muito lenta, constituindo, por vezes, um horizonte pã, responsável
pela formação de lençol d’água suspenso de existência periódica e presença variável
durante o ano.
As condições de hidromorfismo temporário podem ser de tal ordem nos Planossolos que
chegam a interferir nas funções fisiológicas das plantas menos adaptadas. O horizonte
plânico, quando pouco profundo, especialmente quando de textura argilosa e com atividade
elevada da fração argila, interfere no preparo do solo para o plantio, quer exigindo maior
força de tração das máquinas quer exigindo passagem de grades para destorroar os
grandes blocos formados pela aração, além de afetar o crescimento das plantas com
sistema radicular pouco agressivo (OLIVEIRA, 2011).
A profundidade de ocorrência do horizonte plânico no solo influencia, negativamente, o nível
de restrições físicas ao crescimento e desenvolvimento vegetal. Quando próximo à
superfície, há maior facilidade de saturação por água de modo que a aeração do solo e o
metabolismo respiratório das raízes são prejudicados além de favorecer processos erosivos.
Planossolos rasos em clima semi-árido apresentam risco potencial de salinização devido a
evaporação superar a precipitação fazendo com que os sais, dissolvidos na solução do solo
retida no topo do horizonte plânico, não sejam lixiviados podendo, por ascensão capilar,
chegar a superfície. Todavia, quando o horizonte plânico situa-se a uma maior profundidade,
a retenção de água em camadas mais profundas do solo é favorecida, podendo trazer
benefícios no período de estiagem.
No sistema de preparo convencional do solo, o implemento agrícola pode ser regulado para
operar em diferentes profundidades, então, como o horizonte B plânico tem ocorrência
variada (em termos de profundidade), esse sistema determina a proporção dos horizontes
de superfície (A e/ou E) e de subsuperfície (B) que se misturam na preparação da camada
arável do solo. Isso ocorre, pois o solo é mobilizado havendo inversão da leiva e
revolvimento e homogeneização das camadas do solo. Como consequência, os atributos
físicos do solo podem ser alterados causando impactos negativos no desenvolvimento das
plantas cultivadas afetando também o desempenho produtivo das mesmas.
Para tanto, objetivou-se analisar parâmetros físicos (densidade, porosidade total e
condutividade hidráulica do solo saturado) em amostras deformadas de um Planossolo
Háplico submetidas a diferentes quantidades de ciclos de umedecimento e secagem (NC)
em diversas proporções de materias provenientes de horizontes superficiais (A+E) e
subsuperficial (B plânico).
MATERIAL E MÉTODOS
O solo utilizado no experimento foi coletado na fazenda experimental Lavoura Seca da UFC,
que se localiza no município cearense de Quixadá, sendo clasificado, de acordo com o
SiBCS, como PLANOSSOLO HÁPLICO Eutrófico gleissólico. Coletou-se material do
horizonte subsuperficial B plânico (Btgn1) e dos horizontes de superfície A+E a fim de
realizar o experimento proposto. A análise granulométrica (Tabela 1) foi realizada no
Laboratório de Manejo do Solo do DCS-UFC, seguindo-se procedimentos analíticos
descritos pela Embrapa (1997).
Tabela 1 - Resultados da análise granulométrica dos horizontes empregados no
experimento.
Horizonte
A+E
Btgn1
Muito
grossa
101,5
74
Composição Granulométrica (g/kg)
Areia
Silte
Muito
Grossa Média Fina
Total
Fina
141
198 286,5 111,5
838,5 113,7
110
174,5 286,5
115
760
107,4
Argila
Classificação
Textural
47,8
132,6
Areia Franca
Franco Arenosa
Granulometria: Método da pipeta - segundo Embrapa (1997).
Constituíram-se 5 tratamentos por meio da mistura e homogeneização com distintas
proporções dos horizontes superficiais e subsuperficial do Planossolo avaliado: 100%A+E
(T1); 75%A+E e 25%B (T2); 50%A+E e 50%B (T3); 25%A+E e 75%B (T4) e 100%B (T5).
Amostras de solo deformadas (TFSA) e misturadas foram dispostas em anéis volumétricos
com uma das extremidades forrada previamente com tecido do tipo morim fixado com
elástico de borracha natural. Para tal, procedeu-se, de antemão, a devida pesagem do
conjunto anel/liga/tecido em balança analítica de 0,01g de precisão. As dimensões exatas
de cada anel foram mensuradas com uso de paquímetro digital.
As amostras de solo foram então submetidas aos diferentes NC para avaliar o efeito dos
ciclos de umedecimento e secagem no adensamento e, de maneira análoga ao que ocorre
em condições naturais, na estruturação do solo. Os anéis foram dispostos em bandejas
onde se deu início aos ciclos por meio da adição de água destilada em quantidade suficiente
para provocar a saturação das amostras por ascensão capilar. Quando constatado
umedecimento na superfície das amostras de solo, o material foi transferido à estufa de
circulação forçada de ar sendo adotada temperatura de 65°C para a secagem.
Optou-se pelo delineamento inteiramente casualizado distribuindo-se os tratamentos em
esquema fatorial 5x3 com 6 repetições, configurando, portanto, 90 unidades experimentais.
O primeiro fator de tratamento diz respeito às misturas dos horizontes supracitadas e o
segundo fator de tratamento avaliado constituiu-se de diferentes quantidades de NC
aplicados no solo (5, 10 e 15 ciclos).
Após finalizada cada quantidade de NC avaliados, pesaram-se os anéis contendo o solo
seco, aferindo-se também o seu volume que correspondeu ao volume do anel no qual
estava contido, sendo corrigida a altura final do solo devido à sua acomodação
(rebaixamento) ou expansão nos anéis. A massa do solo foi determinada pela diferença
entre o peso do conjunto anel/liga/tecido contendo o solo seco e o seu peso quando vazio.
Conhecidos o volume e a massa do solo, calculou-se sua densidade (g/cm3).
A porosidade total do solo (Pt) foi determinada, segundo metodologia descrita em Embrapa
(1997), pelo método indireto, por meio dos dados de densidade do solo (ρs) e densidade de
partícula (ρp). Determinou-se a ρp pelo método do balão volumétrico. Os resultados de
condutividade hidráulica do solo saturado (K) foram obtidos por método direto em laboratório
por meio de permeâmetro de carga constante Embrapa (2011).
Através do recurso computacional SISVAR, os dados foram submetidos à análise de
variância (ANOVA) sendo aplicado o teste de Tukey a 5% de probabilidade para
comparação das médias.
RESULTADOS E DISCUSÃO
Não foi revelado efeito significativo para a interação entre os fatores de tratamento para os
parâmetros físicos analisados (Tabela 2). Para a K, as quantidades de ciclos NC avaliados
não foram significativas, enquanto que houve um contraste notável para os tratamentos com
as diferentes proporções dos horizontes A+E e B plânico. Quanto aos parâmetros ρs e P,
observou-se significância nos dois fatores de tratamentos avaliados.
Tabela 2 - Resumo da ANOVA para os parâmetros físicos do solo analisados.
Fontes de Variação
GL
Horizonte
Ciclo
Horizonte*Ciclo
TOTAL
CV
4
2
8
89
Quadrado Médio
Condutividade hidráulica do
Porosidade total do
solo saturado (K)
solo (Pt)
1416,865494 *
102,879543 *
73,494885 ns
19,118035 *
18,639878 ns
6,377922 ns
21,31
4,54
Densidade do
solo (ρs)
0,068778 *
0,012614 *
0,004314 ns
3,19
*:
significativo a 1% de probabilidade; ns: não significativo.
Horizonte: tratamentos com diferentes proporções dos horizontes B plânico e A+E na mistura desses horizontes;
Ciclo: quantidade de ciclos de umedecimento e secagem avaliados (0, 10 e 15 ciclos).
A desidratação produz uma contração da massa do solo e a consequente cimentação das
partículas de argila. Como é óbvio, a desidratação do solo não pode ser uniforme,
especialmente se o processo é rápido. Consequentemente, através da massa do solo,
produzem-se forças desiguais a tensões diferentes que tendem a produzir sua fratura e a
subsequente formação de torrões. Quando os torrões secos são molhados, dois fenômenos
ao menos são produzidos: a) a rápida adsorção de água causa um intumescimento desigual
que causa a ruptura do torrão ao longo do plano de fatura e b) a sorção de água nos
capilares resulta numa compressão do ar preso e, finalmente, quando a pressão exercida é
maior que a força de coesão das partículas, o torrão se rompe. Isso não ocorre quando o
umedecimento é lento (AMARO FILHO; ASSIS JÚNIOR; MOTA, 2008).
A ρs foi superior no tratamento submetido a 5 NC e no tratamento que não recebeu
contribuição do B plânico na mistura de horizontes (T1). As amostras que sofreram 10 NC e
as que receberam contribuição total do horizonte plânico (T5) obtiveram os menores valores
de ρs. Para a P, foi observado comportamento oposto (Tabela 3).
Provável explicação para esses resultados encontra-se na elevada densidade do quartzo,
visto que os tratamentos com maior quantidade de material dos horizontes superficiais
apresentam textura mais grosseira com predominância de materiais quartzosos. Com isso,
fica claro que o solo torna-se mais denso ao passo que se adiciona na mistura de horizontes
maior proporção dos horizontes A+E, exceto quando há igual participação dos horizontes
avaliados na mistura (T3), pois o rearranjo das partículas nessas proporções, sob efeito dos
NC, ocasionou maior rebaixamento do solo no anel.
Com os NC, os tratamentos constituídos por menores quantidades de materiais do horizonte
plânico (T1, T2 e T3) exibiram rebaixamento do solo no anel volumétrico, enquanto que os
tratamentos 4 e 5 manifestaram expansão do solo no anel. Provável razão para esse
fenômeno é a presença relevante nesse solo de argilas expansivas que ocorrem tipicamente
em ambiente semiárido devido ao intemperismo químico ser pouco pronunciado.
Tabela 3 - Densidade (g/cm3), Porosidade total (%) e Condutividade hidráulica do solo
saturado (cm/h) em função dos fatores de tratamento quantidade de NC e proporções
diferenciadas dos horizontes B plânico e A+E.
CICLOS
MÉDIA
5
10
15
Condutividade Hidráulica do solo saturado, K (cm/h)
33,04 A
T1: 100%AE
35,65
31,96
31,52
32,19 A
T2: 75%AE+25%B
35,22
31,62
29,74
20,08 B
T3: 50%AE+50%B
22,88
19,33
18,04
17,27 BC
15,50
18,64
17,69
T4: 25%AE+75%B
13,59 C
T5: 100%B
15,09
13,94
11,75
MÉDIA
24,87 A
23,10 A
21,75 A
Porosidade Total do solo, Pt (%)
38,79 A
T1: 100%AE
36,21
40,59
39,56
40,74 BC
T2: 75%AE+25%B
39,88
41,55
40,78
39,77 AB
39,56
41,04
38,72
T3: 50%AE+50%B
42,41 C
T4: 25%AE+75%B
42,07
42,46
42,71
44,86 D
T5: 100%B
44,90
44,97
44,71
MÉDIA
40,52 A
42,12 B
41,3 AB
Densidade do solo, ρs (g/cm3)
1,59 A
T1: 100%AE
1,65
1,54
1,57
1,53 BC
T2: 75%AE+25%B
1,56
1,51
1,53
1,56 AB
T3: 50%AE+50%B
1,56
1,53
1,59
1,49 C
T4: 25%AE+75%B
1,50
1,49
1,48
1,43 D
T5: 100%B
1,43
1,43
1,43
MÉDIA
1,54 A
1,5 B
1,52 AB
HORIZONTES
Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade
Vieira (2013), estudando o efeito de NC no adensamento de solos com caráter coeso dos
Tabuleiros Costeiros do Ceará, verificou que, ao aplicar 9 ciclos, houve aumento significativo
da densidade do solo em 3 Argissolos em relação aos solos submetios a 3 e 6 ciclos, não
constatando diferença entre essas duas menores quantidades de ciclos estudados.
O umedecimento com posterior secagem do solo pode ter efeito no rearranjo das partículas,
modificando a estrutura de modo a aumentar a resistência do solo. Esse processo é capaz
de modificar a localização e a orientação de partículas na matriz do solo. Ademais, a
presença de água, em vez de ar, nos poros do solo é responsável por modificar algumas
propriedades físicas do mesmo. Rajaram e Erbachb (1998) observaram que um único ciclo
(NC) alterou algumas propriedades físicas de um solo franco argiloso, porém não
verificaram alteração significativa na densidade desse solo. Costa et al. (2014) constataram
que sucessivos ciclos de umedecimento e secagem, causados pela irrigação a longo prazo,
resultam em mudança significativa nos atributos físicos do solo estritamente relacionados a
sua estrutura, no entanto, os autores não encontraram efeito significativo para a densidade
do solo.
Pires et al. (2011), investigando alterações na estrutura de amostras de Latossolo com
superfície compactada submetidas a 0, 3 e 9 NC, via análise de imagens de tomografia
computadorizada, observaram que, aplicando-se 9 ciclos, um aumento de 9,52% na
porosidade do solo e uma redução de 7,7% na densidade do solo são promovidos na região
compactada em relação as amostras controle (0 ciclos).
Verificou-se também que o maior valor de K foi observado no tratamento constituído
somente pelos horizontes superficiais e que quanto maior a proporção do horizonte B
plânico na mistura de horizontes menor é a K (Tabela 3).
Resultados semelhantes foram encontrados por Cairns (1970), que simulando o efeito da
aração profunda, observou que a taxa de infiltração do tratamento composto pela mistura
dos horizontes Ap, Bn e Csk de três Planossolos Nátricos foi 7 a 14 vezes maior que o
encontrado para o horizonte Bn, embora tenha sido menor em comparação ao horizonte Ap.
Costa et al. (2014) reportam que sucessivos NC associados a processos de translocação e
compactação do solo devido ao pastejo e pisoteio dos animais aumentam a
microporosidade (devido ao preenchimento do espaço poroso por partículas primárias do
solo) prejudicando a conectividade dos poros e a permeabilidade do solo ao ar. Esse fato
traz consequências para a condutividade hidráulica do solo, que pode ser reduzida de tal
forma a causar estado de redução no solo.
CONCLUSÕES
Ciclos de umedecimento e secagem, nas quantidades avaliadas no presente estudo, não
tiveram efeito na condutividade do solo saturado, sendo essa reduzida aproximadamente
em 60% em solo com participação integral do B plânico na mistura com os horizontes
superficiais em comparação com solo sem contribuição desse horizonte.
A densidade e a porosidade total do solo foram, respectivamente, maior e menor em solos
com absoluta contribuição dos horizontes de superfície e que sofreram processos de
umedecimento e secagem menos frequentes.
AGRADECIMENTOS
À Petrobrás/ANP pela concessão de bolsa de Iniciação científica.
REFERÊNCIAS
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ed. Fortaleza: Imprensa Universitária, 2008.
CAIRNS, R. R. Effect of Solonetz Soil Horizon Mixing on Alfalfa Growth. Solonetzic SoiI Substation,
Canada Department of Agriculture, Vegreville, Alberta. Can. J. Soil Sci. v. 50, p. 367-371, 1970.
COSTA, P.A. da; MOTA, J.C.A; ROMERO R.E.; FREIRE, A.G.; FERREIRA, T.O. Changes in Soil
Pore Network in Response to Twenty-three Years of Irrigation in a Tropical Semiarid Pasture from
Northeast Brazil. Soil & Tillage Research. v.137, p. 23–32, 2014.
EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. Manual de Métodos de Análise de Solo. 2. ed.
Rio de Janeiro, 1997.
EMBRAPA. Manual de Métodos de Análise de Solo. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011.
(Documentos / Embrapa Solos 132).
EMBRAPA SOLOS. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3. ed. Brasília: Embrapa
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OLIVEIRA, J.B. de. Pedologia Aplicada. 4. ed. Piracicaba: FEALQ, 2011.
PIRES, L.F.; CÁSSARO, F.A.M.; BACCHI, O.O.S.; REICHARDT, K. Non-destructive Image Analysis
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RAJARAM, G.; ERBACHB, D.C. Effect of wetting and drying on soil physical properties. Journal of
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VIEIRA, J.M. Contribuição de Compostos Amorfos e Ciclos de Umedecimento e Secagem na
Gênese de Solos com Caráter Coeso do Estado do Ceará. 2013. Dissertação (Mestrado em
Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará,
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