Impactos de sistemas de manejo na qualidade estrutural e física em latossolos vermelhos

Abstract

RESUMO: Os sistemas de manejo do solo e de culturas promovem alterações na estrutura do solo e consequentemente afetam a sua qualidade, a qual pode ser avaliada por meio de indicadores qualitativos e quantitativos. Este trabalho foi elaborado em três capítulos. No primeiro capítulo, o objetivo foi analisar o comportamento físico e mecânico das diferentes unidades morfológicas homogêneas identificadas pelo método do Perfil cultural (MPC) por meio da resistência tênsil e da densidade dos agregados. O estudo foi realizado em um Latossolo sob dois sistemas de manejo conduzidos por longo prazo. Foram avaliados quatro perfis de solo, dois sob plantio direto e dois sob preparo convencional. Foram coletados blocos indeformados nas diferentes unidades morfológicas identificadas pelo MPC para a determinação da resistência tênsil (RT) e densidade de agregados (Dsa). As unidades morfológicas homogêneas descritas como menos restritivas para o desenvolvimento da planta, apresentaram os menores valores de RT e Dsa. O MPC adaptado às condições de solo tropicais foi sensível para detectar mudanças na estrutura do solo causadas pelo manejo. No segundo capítulo, os objetivos do trabalho foram identificar as estruturas do solo por meio do MPC e relacionar estas estruturas com a densidade do solo (Ds), densidade crítica (Dscrit), porosidade de aeração (?a), intervalo hídrico ótimo (IHO) e permeabilidade do solo ao ar (Ka) em diferentes sistemas de manejo de solo e de culturas. O estudo foi desenvolvido num experimento com 24 anos de duração envolvendo dois sistemas de manejo do solo: plantio direto (PD) e preparo convencional com grade pesada (GP) e dois sistemas de manejo cultural: rotação e sucessão de culturas. O MPC foi utilizado para identificar as diferentes unidades morfológicas homogêneas (UMH) no perfil de solo. Foram coletadas amostras indeformadas de solo nas UMHs com maior representatividade nos perfis para a determinação da Ka, IHO, Ds e ?a. Verificou-se concordância entre as UMHs e os indicadores quantitativos. Os resultados indicaram maior Dscrit obtida por meio do IHO no PD comparado com GP. As estruturas caracterizadas como mais restritivas ao desenvolvimento radicular apresentaram menores valores de Ka e maior resistência do solo a penetração a medida em que ocorre o secamento do solo. Contudo, o PD apresentou melhor conectividade de poros e estrutura menos restritiva ao desenvolvimento das plantas em condições de maiores valores de Ds, quando comparado com GP. No capítulo três, o objetivo foi avaliar o efeito da escarificação seguido do cultivo de braquiária na qualidade física e na susceptibilidade à compactação após três safras. Foram avaliados indicadores de armazenamento de ar e água, o intervalo hídrico ótimo e a utilização do modelo SoilFlex-LLWR para estimar o efeito residual da escarificação na qualidade física do solo. Alguns efeitos benéficos, tais como aumento da macroporosidade e da capacidade de armazenamento de ar e água persistiram no solo. Por outro lado, a modelagem utilizando o modelo SoilFlex-LLWR indicou que nas áreas escarificadas ocorre aumento da susceptibilidade à compactação e, para minimizar o impacto do transito de máquinas no solo, o limite de plasticidade do solo e o conteúdo de água no perfil devem ser observados quando realizadas as operações mecanizadas de manejo das lavouras

ABSTRACT: Soil and crop management systems promote changes in soil structure and thus affect its quality, which can be assessed through qualitative and quantitative indicators. This research is presented into three chapters. In the first chapter, the aim was to analyze the physical and mechanical behavior of different homogeneous morphological units identified by the Cultural Profile (MPC) measuring the tensile strength (RT) and the aggregate bulk density (Dsa). The study was carried out in an Oxisol under two long-term soil management systems. We evaluated four soil profiles, two under no-tillage and two under conventional tillage. Undisturbed blocks were collected taking into account the different morphological units identified by the Cultural Profile to determine the tensile strength (RT) and aggregate bulk density (Dsa). Homogeneous morphological units described being less restrictive for plant growth and development had lower values for RT and Dsa. The Cultural Profile method adapted to the tropical soil conditions was sensitive to detect changes in soil structure caused by management. In the second chapter, the objectives were to identify the soil structures through the Cultural Profile method and to relate them with the bulk density (Ds), critical soil bulk density (Dscrit), air-filled porosity (?a), the least limiting water range (IHO) and soil air permeability (Ka) for different soil tillage systems and crop rotation. The study was developed in a long-term experiment (24 years duration) involving two soil management systems: no-tillage (PD) and conventional tillage with heavy harrow (GP) and two crop management systems: rotation (R) and crop sucession (S). Cultural Profile method was used to identify the different morphological homogeneous units (UMH) in the soil profile. Undisturbed soil samples were collected for each UMH most representative into the soil profiles, which were used for the determination of Ka, IHO, Ds and ?a. The results showed that there was good agreement between the UMH and quantitative indicators. Dscrit obtained through IHO indicated greater values under PD compared to GP. The structures characterized as more restrictive to root development had lower Ka values and higher soil resistance to penetration. However, PD had a better pore connectivity and a soil structure less restrictive to the crop development under greater Ds values in comparison with GP. In the third chapter, the aim was to assess the effects of chiseling followed the cultivation of brachiaria grass on soil physical quality and the soil compaction susceptibility after three crop seasons. Water and air storage indicators, IHO and the SoilFlex-LLWR model were evaluated to estimate the residual effect of chiseling on the soil physical quality. Some beneficial effects, such as increased macroporosity and water storage capacity remained on the soil. SoilFlex-LLWR modelling has demonstrated that under chiseling was verified an increase on susceptibility to compaction. In order to minimize the impact of machine traffic on the soil, the plastic limit should be taken into account during mechanized operation for crop management