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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA
Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical
DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS DE SOJA, MILHO, ALGODÃO E Brachiaria brizantha, SUBMETIDAS A QUATRO
GRAUS DE COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO DISTRÓFICO
GEOVANI JOSÉ SILVA
CUIABÁ – MT
2004
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA
Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical
DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS DE SOJA, MILHO, ALGODÃO E Brachiaria brizantha, SUBMETIDAS A QUATRO
GRAUS DE COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO DISTRÓFICO
GEOVANI JOSÉ SILVA Licenciado em Ciências Agrícolas
Orientador: Prof. Dr. JOÃO CARLOS DE SOUZA MAIA
Dissertação apresentada à Faculdade de
Agronomia e Medicina Veterinária da
Universidade Federal de Mato Grosso,
Para obtenção do título de Mestre em
Agricultura Tropical.
CUIABÁ – MT
2004
FICHA CATALOGRÁFICA
G352 Silva, Geovani José Desenvolvimento de plantas de soja, milho, algodão e Brachiaria brizantha, submetidas a quatro graus de com- pactação de um latossolo vermelho-escuro distrófico / Geovani José Silva. – 2004. 122p. : il. ; color. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2004. “Orientação: Prof. Dr. João Carlos de Souza Maia”. CDU – 631.431.7:631.547.2
Índice para Catálogo Sistemático
1. Latossolo-Compactação 2. Compactação – Latossolo 3. Plantas – Desenvolvimento 4. Culturas 5. Preparo do solo 6. Solos – Resistência à penetração
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical
CERTIFICADO DE APROVAÇÃO
Título: DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS DE SOJA, MILHO, ALGODÃO
E Brachiaria brizantha, SUBMETIDAS A QUATRO GRAUS DE
COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO
DISTRÓFICO
Autor: GEOVANI JOSÉ SILVA Orientador: Dr. JOÃO CARLOS DE SOUZA MAIA
Aprovado em 26 de março de 2004.
Comissão Examinadora:
Aos meus avós Geraldo e Isabel, exemplos de dignidade,
de fidelidade, de simplicidade, de perseverança e de fé;
Ao meu pai Realino e à memória de minha mãe Maria;
que a mim, oportunizaram a graça do viver e de
trilhar caminhos de retidão;
Aos meus amados filhos Giovanna, Lucianna e
Antônio Neto, que abriram mão e se privaram, e
muito, de meus carinhos e de minha atenção;
Aos amigos, aqueles especiais, que tenho a
honra e o privilégio de sempre poder contar;
DEDICO
AGRADECIMENTOS
A DEUS, por ter criado os desafios e nos capacitado a superá-los; por
ter provido, instrumentado, alegrado, tolerado e, por fim, concedido, a graça
de colher os frutos deste trabalho, feito a muitas mãos e por muitas mentes.
Ao amigo Prof. Dr. Jonas P. de Miranda, por ter “arrombado” a
porteira da EAF/Cáceres para a busca do conhecimento.
Em especial, agradeço ao responsável e, porque não dizer, ao
culpado por tudo isso, ao amigo Prof. MSc. José Ricardo Castrillon (foi quem
semeou essa roça).
À senhora LUCILENE por ter aceitado e cumprido muito bem, o papel
de mãe e pai de nossos filhos neste período.
A EAF/CÁCERES, em nome da direção anterior e da atual, por ter
oportunizado a realização deste mestrado e estendo ainda meus
agradecimentos a todos os servidores e meus amigos que, direta ou
indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho.
À UFMT-FAMEV e ao PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
AGRICULTURA TROPICAL, na pessoa da professora doutora Maria Cristina
de Figueiredo e Albuquerque, sua coordenadora, que, juntamente com
outros poucos tenazes e compromissados colaboradores mantem aberto
este precioso portal do conhecimento, da pesquisa e do aperfeiçoamento.
À CAPES e ao CNPq, pelo auxílio financeiro.
Ao agradecer o Prof. Dr. JOÃO CARLOS DE SOUZA MAIA, pela
orientação, pela atenção, pelo desprendimento e pela amizade; agradeço
também aos membros da comissão examinadora, aos professores do
PROGRAMA, de fora do programa e mesmo de outras instituições, como o
Prof. Dr. Walter E. Pereira da UFPB e o Prof. Dr. Ednaldo C. Guimarães da
Universidade Federal de Uberlândia-MG, que prestaram valiosos auxílios e
esclarecimentos, como também agradeço a todos os técnicos, bolsistas e
colaboradores diretos e indiretos.
À Maria, “nossa amiga”, e à Denise, “ciumenta”, pelo atendimento
imediato e sempre gentil, realizado por elas na secretaria.
Em nome de pessoas especiais, como a senhorita MSc. Suzana M.
Pimenta, Luciano, Leo, Eleusa, Helionora e Paty, agradeço a todos os
colegas de turma e de outras turmas do programa, pelo convívio, pela troca
de experiências, pela oportunidade de ajuda mútua e estendo
agradecimentos aos críticos, palpiteiros, confidentes, amigos presentes e
não tão presentes, e a todos, cujos nomes a memória, o pouco tempo e
espaço disponíveis não nos permitem citá-los, mas que, de uma forma ou de
outra, são co-autores e responsáveis por este trabalho.
Aos amigos Beth e Agenor Bolzan, pelo carinho e pelas maravilhosas
e providenciais refeições.
Agradeço, por fim, à senhora Lázara Rita, pelo carinho, zelo e pelos
momentos de aconchego e refúgio.
DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS DE SOJA, MILHO, ALGODÃO E Brachiaria brizantha, SUBMETIDAS A QUATRO GRAUS DE COMPACTAÇÃO
DE UM LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO DISTRÓFICO
RESUMO - A compactação é um processo que pode ocorrer em solos
manejados, afetando direta ou indiretamente o crescimento e a produção
das culturas. Com o objetivo de determinar a densidade do solo, a partir da
qual o desenvolvimento das raízes e da planta como um todo é
comprometido, estabelecendo relações entre densidade, resistência do solo
à penetração e o crescimento de plantas, de modo a subsidiar um melhor
manejo do solo sob os aspectos econômico e ambiental, conduziu-se, no
período de janeiro a maio de 2003, um experimento sob telado com
cobertura plástica transparente, na Faculdade de Agronomia e Medicina
Veterinária da Universidade Federal de Mato Grosso. Plantas de soja, milho,
algodão, e Brachiaria brizantha cv. Marandu foram cultivadas em vasos,
contendo Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído de modo a
simular as condições reais dos solos manejados. Adotou-se o delineamento
inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 4 x 5, sendo quatro
espécies, quatro densidades (1,0; 1,2; 1,4 e 1,5 Mg.m-3) e cinco repetições.
A unidade experimental (vaso) constituiu-se de um cilindro de PVC rígido de
195 mm de diâmetro interno, composto pela sobreposição de três anéis, com
alturas úteis de 140 mm para os anéis superior e inferior e 60 mm para o
anel intermediário. Estes anéis foram unidos por encaixe macho-fêmea e fita
adesiva, recebendo os anéis intermediários, solo compactado por prensa
hidráulica com as densidades a serem testadas. O teor de água no sistema
solo/vaso foi monitorado em função da eletro-resistividade e mantido sempre
acima de 60% da capacidade de retenção de água do solo, por meio de
irrigações superficiais até 35 dias após a semeadura e por irrigação
subsuperficial a partir de então. Ao atingirem o máximo crescimento
vegetativo, mediu-se a altura das plantas, estas foram cortadas rente ao solo
e determinou-se a massa seca da parte aérea. Os vasos foram submetidos a
ensaio com penetrógrafo, desmontados, e colhidas amostras de cada
camada, para determinação do teor de água. As raízes de cada camada
foram lavadas sobre peneiras, secas em estufa e pesadas. A partir de 1,4
Mg.m-3, a compactação do solo provocou reduções significativas na
produção de massa seca das partes aéreas do Algodoeiro, do milho e da
soja, enquanto nas plantas de Brachiaria brizantha, a redução ocorreu na
densidade de 1,5 Mg.m-3. Verificou-se maior uniformidade na distribuição do
sistema radicular na densidade de 1,2 Mg.m-3 e todas as espécies tiveram
reduções significativas na produção de matéria seca de raízes na densidade
1,5 Mg.m-3. De um modo geral, o modelo quadrático explica bem o crescimento
das plantas estudadas em função da compactação. Observou-se considerável
relação entre resistência do solo à penetração e o crescimento das plantas.
Palavras-chave: Densidade do solo, massa seca de raízes, resistência à
penetração, crescimento de plantas.
PLANT DEVELOPMENT IN SOYBEAN, CORN, COTTON, AND Brachiaria
brizantha SUBMITTED TO FOUR DEGREES OF SOIL COMPACTION ON A DYSTROPHIC DARK-RED LATOSOL
ABSTRACT – Compaction is a process that can occur in managed soils,
directly or indirectly affecting the growth and yield of crops. In order to
determine the soil density beyond which root and plant development as a
whole become compromised, establishing relationships between density, soil
resistance to penetration and plant growth, so as to economically and
environmentally support better soil management, an experiment was
conducted in the period from January to May, 2003, in a screened shade
house covered with clear plastic, at Faculdade de Agronomia e Medicina
Veterinária of Universidade Federal de Mato Grosso. Soybean, corn, cotton,
and Brachiaria brizantha cv. Marandu plants were grown in pots containing
dystrophic Dark-Red Latosol, reconstituted to simulate the actual conditions
observed in managed soils. A completely randomized design was adopted, in
a 4 × 4 × 5 factorial scheme, with four species, four densities (1.0; 1.2; 1.4;
and 1.5 Mg.m-3), and five replicates. The experimental unit (pot) consisted of
a rigid PVC cylinder with an internal diameter of 195 mm, consisting of three
overlapping rings with useable heights of 140 mm for the upper and lower
rings, and 60 mm for the central ring. These rings were held together by
means of a tongue and groove joint and adhesive tape; the central rings
received soil compacted with a hydraulic press at the densities tested. The
water content in the soil/pot system was monitored considering its electrical
resistivity, and the soil was always maintained above 60% of its maximum
water retention capacity, by means of surface irrigations up to 35 days after
sowing, and by subsurface irrigation from then on. Upon reaching maximum
vegetative growth, plant height was measured and the plants were cut even
with the ground for dry mass determination of their above-ground parts. The
pots were then submitted to a penetrograph assay, disassembled, and
samples were harvested from each layer for water content determination.
The roots in each layer were washed over sieves, dried in an oven and then
weighed. Starting at 1.4 Mg.m-3, soil compacting caused significant
reductions in dry mass yield of the above-ground parts of cotton, corn, and
soybean, while for Brachiaria brizantha plants the occurrence of reduction
was verified at the 1.5 Mg.m-3 density. Greater uniformity in root system
distribution was observed at the 1.2 Mg.m-3 density, and all species
experienced significant reductions in root dry matter yield at the 1.5 Mg.m-3
density. In general, the quadratic model adequately explains growth of the
studied plants as a function of compaction. A considerable relation between
soil resistance to penetration and plant growth was observed.
Key words: Soil density, root dry mass, resistance to penetration, plant
growth
LISTA DE FIGURAS
Página 1 Vista geral do local do experimento................................................ 36
2 Curva de compactação do solo, do Latossolo Vermelho Escuro
Distrófico utilizado no experimento. ................................................ 37
3 Determinação da massa da amostra de solo para preenchimento
dos anéis da camada intermediaria das unidades experimentais... 39
4 Esquema gráfico representativo da unidade experimental
utilizada, composta por anéis sobrepostos de PVC rígido.............. 40
5 Anel inferior, com fundo em tela anti-afídeos (a), Detalhe do
sensor (bloco de Bouyoucos) (b) e Unidade experimental
montada (c)..................................................................................... 41
6 Prensa hidráulica marca Charlott, modelo PH5T............................ 42
7 Modelo de sonda desenvolvida e calibrada para monitoramento
do teor de água do solo na camada superficial do vaso. ................ 45
8 Sonda e galvanômetro para monitoramento do teor de água do
solo na camada superior das unidades experimentais. .................. 46
9 Representação gráfica de imagens digitais, utilizadas para
determinação da área foliar de algodão, B. brizantha, milho e soja. .. 48
10 Ensaio de penetrometria com penetrográfo de velocidade contínua
(BIANCHINI, 2002), em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada...... 49
11 Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com algodão............... 57
12 Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada, de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com B. brizantha. ........ 58
13 Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada, de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com soja..................... 58
Página 14 Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT) de
algodoeiro cultivado em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada. .......... 62
15 Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT), de
B. brizantha cultivada em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada. .......... 64
16 Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT) de
soja, em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico reconstituído em vaso,
com camada subsuperficial compactada. ........................................... 65
17 Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e
especifico de plantas de algodoeiro cultivadas em Latossolo Vermelho-
Escuro Distrófico, com camada subsuperficial compactada.................. 67
18 Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e
especifico de plantas de B. brizantha cultivadas em Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico, com camada subsuperficial compactada. . 68
19 Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e pelo
especifico de plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho-
Escuro Distrófico, com camada subsuperficial compactada. .................. 68
20 Altura relativa (AR) observada e definida pelo modelo geral de plantas
de soja cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, com
camada subsuperficial compactada..................................................... 69
21 Área foliar relativa (AFR) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■),
soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico
com camada subsuperficial compactada. ............................................ 71
22 Modelo geral ajustado ( ) e produção relativa de massa seca de
frutificações (MSF) de plantas de algodoeiro (▲), soja (●) e milho (□),
cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada. ............................................................... 73
Página 23 Produção relativa de massa seca aérea total (PRMSAT) de plantas
de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial
compactada. .................................................................................... 75
24 Produção relativa de massa seca total de raízes (PRMSRT) de
plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□),
cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada................................................................ 80
25 Produção relativa de massa seca de raízes (PRMSR) média, nas
camadas superior (■), intermediária (▲) e inferior (●), de quatro
espécies cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com
camada subsuperficial compactada.................................................. 82
26 Produção relativa de massa seca de raízes na camada superior
(PRMSRS) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e
milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com
camada subsuperficial compactada................................................... 84
27 Produção relativa de massa seca de raízes na camada compactada
(PRMSRC) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e
milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com
camada subsuperficial compactada................................................... 85
28 Produção relativa de massa seca de raízes na camada inferior
(PRMSRI), de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e
milho (□), cultivadas em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro
Distrófico com camada subsuperficial compactada. ........................... 86
29 Produção de massa seca relativa total de plantas (MSP) de
algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas
em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada. ............................................................ 89
30 Produção de raízes de algodoeiro em função da compactação
subsuperficial em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico. ..... 119
Página 31 Produção de raízes de B.brizantha em função da compactação
subsuperficial em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico..... 119
32 Produção de raízes de milho em função da compactação
subsuperficial em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico. ..... 120
33 Produção de raízes de soja em função da compactação subsuperficial
em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico. .......................... 120
LISTA DE TABELAS
Página 1 Atributos químicos e físicos da camada de 0 a 20 cm, do solo
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico utilizado no experimento..... 37
2 Média do total de água incorporada ao sistema solo/vaso/planta
em mm (I) e número de aplicações (NA), durante período
experimental da cultura.................................................................... 46
3 Temperaturas médias das máximas (TX), médias das mínimas
(TN), mínimas das máximas (TX(min)), máximas das
máximas(TX(Max)), mínimas das mínimas(TN(min)), máximas das
mínimas (TN(Max)) e médias do teor de água relativa (UR %), por
períodos, de aproximadamente, 10 dias, durante experimento.......... 47
4 Equações, coeficientes de determinação e significância dos
parâmetros da regressão, de modelos ajustados para estimativa
da densidade, em função da resistência do solo à penetração –
RSP (MPa) e o conteúdo de água – UG(%).................................... 50
5 Densidade experimental (DE), densidade estimada (DC)1,
resistência do solo à penetração (RSP) e valores médios do teor
de água na camada compactada (UC)............................................ 53
6 Valores médios de resistência do solo à penetração (RSP) por
camada, de um Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada1... 55
7 Médias do teor de água de cinco repetições verificadas por
camada e cultura, por ocasião do ensaio de penetrometria, em
vasos contendo solo com camada intermediária compactada........ 56
8 Modelos ajustados para altura de plantas, em relação à densidade de
1,0 Mg.m-3, cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro
Distrófico com camada subsuperficial compactada.................................. 70
Página 9 Modelos ajustados para área foliar (AFR), em relação à densidade
de 1,0 Mg.m-3, de plantas cultivadas em vasos com Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico, com camada subsuperficial
compactada.................................................................................................. 72
10 Modelos ajustados para produção de massa seca de frutificação
(MSF), em relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, de plantas cultivadas
em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada....................................................................... 74
11 Modelos ajustados, para produção de massa seca total parte
aérea, em relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, (PRMSAT) de
plantas cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro
Distrófico com camada subsuperficial compactada................... 77
12 Modelos ajustados para produção de massa seca total raiz, em
relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, (PRMSRT) de plantas cultivadas
em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada....................................................................... 81
13 Modelos ajustados para produção relativa de massa seca de raiz
em cada camada, de plantas cultivadas em vasos contendo
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial
compactada................................................................................................. 88
14 Modelos ajustados para produção de massa seca relativa total da
planta (MSP), de plantas cultivadas em vasos com Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial
compactada..................................................................................... 90
15 Análise de variância geral da característica altura da planta, em
função da densidade do solo........................................................... 110
16 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a característica altura de planta em
função da densidade do solo........................................................... 110
Página 17 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie, para a característica altura de planta em
função da densidade do solo........................................................... 110
18 Análise de variância geral da característica área foliar da planta,
em função da densidade do solo..................................................... 111
19 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a característica área foliar de
planta em função da densidade do solo.......................................... 111
20 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie, para a característica área foliar de planta
em função da densidade do solo..................................................... 111
21 Análise de variância geral da variável massa seca total da parte
aérea da planta, em função da densidade do solo.......................... 112
22 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a variável massa seca total da
parte aérea da planta em função da densidade do solo.................. 112
23 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca total da parte
aérea da planta em função da densidade do solo........................... 112
24 Análise de variância geral da variável massa seca de frutificação
da planta, em função da densidade do solo.................................... 113
25 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de
frutificação da planta, em função da densidade do solo.................. 113
26 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca de frutificação
da planta, em função da densidade do solo.................................... 113
27 Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes da
planta na camada superior, em função da densidade do solo............... 114
Página 28 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada superior, em função da densidade do solo................. 114
29 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie, para a variável massa seca de raízes da
planta na camada superior, em função da densidade do solo................. 114
30 Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo........ 115
31 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo......... 115
32 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo......... 115
33 Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes
da planta na camada inferior, em função da densidade do
solo.................................................................................................. 116
34 Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada inferior, em função da densidade do solo................. 116
35 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca de raízes da
planta na camada inferior, em função da densidade do solo................. 116
36 Análise de variância geral para a variável massa seca total de raízes
da planta, em função da densidade do solo......................................... 117
37 Análise de variância Análise do desdobramento de espécie
dentro de cada nível de densidade para a variável massa seca total
de raízes da planta, em função da densidade do solo.......................... 117
38 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca total de raízes da
planta, em função da densidade do solo.............................................. 117
Página 39 Análise de variância geral para a variável massa seca total da planta,
em função da densidade do solo................................................................ 118
40 Análise de variância Análise do desdobramento de espécie
dentro de cada nível de densidade para a variável massa seca total
da planta, em função da densidade do solo............................................... 118
41 Análise de variância do desdobramento de densidade dentro de
cada nível de espécie para a variável massa seca total da planta,
em função da densidade do solo................................................................ 118
SUMÁRIO Página
1 INTRODUÇÃO................................................................................... 22
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................. 24
2.1 Generalidades e Classificação Botânica das Espécies ................. 24
2.2 Solos de Cerrado........................................................................... 26
2.3 Compactação do Solo ................................................................... 28
2.4 Resistência do Solo à Penetração................................................. 31
2.5 Solo e Desenvolvimento Radicular................................................ 33
3 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................. 36
3.1 Local.............................................................................................. 36
3.2 Solo ............................................................................................... 37
3.3 Unidades Experimentais................................................................ 40
3.4 Inibição do Crescimento Radicular na Interface Solo-PVC ........... 41
3.5 Compactação do Solo e Montagem das Unidades Experimentais 41
3.6 Semeadura.................................................................................... 43
3.7 Monitoramento do Teor de Água nas Colunas e Irrigação ............ 44
3.8 Monitoramento das Condições Ambientais ................................... 46
3.9 Tratos Culturais ............................................................................. 47
3.10 Coleta de Dados da Parte Aérea................................................... 47
3.11 Ensaio de Resistência do Solo à Penetração................................ 49
3.12 Coleta de Dados das Raízes......................................................... 51
3.13 Delineamento Experimental e Análise dos Dados......................... 51
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................... 53
4.1 Resistência do Solo à Penetração................................................. 53
4.2 Resistência à Penetração e Crescimento das Plantas .................. 61
4.3 Desenvolvimento da Parte Aérea. ................................................. 67
4.3.1 Crescimento em altura .................................................................. 67
4.3.2 Área foliar ...................................................................................... 71
4.3.3 Produção de massa seca de frutificação....................................... 73
4.3.4 Massa seca total da parte aérea ................................................... 74
4.4 Desenvolvimento Radicular........................................................... 79
Página 4.4.1 Produção de massa seca radicular total........................................ 79
4.4.2 Produção de massa seca de raiz em cada camada...................... 82
4.5 Produção de matéria seca total da planta ..................................... 89
5 CONCLUSÕES.................................................................................. 91
6 SUGESTÕES .................................................................................... 93
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................. 94
8 APÊNDICES...................................................................................... 109
APÊNDICE A – Análise de variância dos dados.................................... 110
APÊNDICE B - Fotos adicionais ............................................................ 119
22
1 INTRODUÇÃO
A crescente demanda por alimentos e outros bens de consumo tem
proporcionado elevada pressão sobre os recursos naturais. Para atender a
esta situação, abrem-se novas fronteiras agrícolas e intensificam-se os
processos produtivos, por meio do aumento do número de animais por
unidade de área de pastagem, do uso da mecanização, da irrigação e de
outros insumos com elevada tecnologia, que aumentam a produção e a
produtividade das lavouras, mas que podem afetar, no caso do solo, suas
características biológicas e físico-químicas.
A mecanização tem contribuído para o incremento na produtividade
dos solos de cerrado, mas os efeitos negativos que poderão aparecer em
função do uso inadequado das máquinas e implementos agrícolas poderão
inviabilizar o processo de produção em virtude da degradação ambiental,
especialmente sobre os solos agrícolas (MAIA, 2003).
Nos cerrados, grandes áreas cultivadas com algodão, soja e milho,
utilizando elevada tecnologia e extensas áreas de pastagens cultivadas,
especialmente com gramíneas do gênero Brachiaria, se constituem em
atividades de extrema importância econômica. Segundo Maia (2003), com a
intensificação da mecanização proporcionada por essas lavouras, supõe-se
um aumento generalizado da densidade do solo e redução da sua
23
porosidade, o que pode limitar a produtividade das lavouras e aumentar o
processo de degradação ambiental.
Quando da mobilização do solo no preparo convencional, os
implementos utilizados pulverizam o solo da camada superficial, do mesmo
modo que podem ocasionar a compactação subsuperficial. A existência
dessa camada compactada pode constituir-se em obstáculo ao crescimento
de raízes, modificando a dinâmica da água, restringindo sua disponibilidade
além de reduzir a aeração do solo.
A densidade, a partir da qual a camada compactada do solo passa a se
constituir em impedimento, limitando o crescimento radicular das plantas,
varia conforme a classe do solo, conteúdo de água, espécie e ou mesmo da
cultivar plantada. Portanto, o diagnóstico da compactação dos solos agrícolas
é fundamental para a escolha do modelo de mecanização agrícola, de modo a
proporcionar a maximização da produtividade, aliada à conservação dos
recursos naturais. Justifica-se, assim, a necessidade de pesquisas e
experimentação com essa abordagem, de modo a melhorar as práticas de
manejo e evitar perdas, seja pela adoção desnecessária de medidas
descompactadoras ou pela redução da produtividade, quando estas medidas
são necessárias, porém, não são adotadas.
Como hipótese, partiu-se do pressuposto de que, para cada cultura,
em uma determinada classe de solo, há um nível de compactação impeditivo
do crescimento radicular, afetando, conseqüentemente, o crescimento da
parte aérea das plantas.
O objetivo geral foi avaliar a influência do grau de compactação
subsuperficial do solo sobre o desenvolvimento do sistema radicular e da
parte aérea de plantas de soja, milho, algodão e de B. brizantha.
Especificamente, objetivou-se caracterizar o desenvolvimento do sistema
radicular das culturas em função da compactação, identificar os valores de
densidades que limitam o crescimento radicular das culturas, estabelecer
relações entre crescimento das plantas, compactação e resistência à
penetração de um Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico.
24
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Generalidades e Classificação Botânica das Espécies O algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) é uma planta geralmente
subarbustiva, de 0,5 a 1,5 m de altura, originária da América Central,
pertencente à divisão Magnoliophyta, classe Magnoliopsida, subclasse
Dilleniidae, ordem Malvales e à familia Malvaceae, conforme Watson e Dallwitz
(1999).
É uma planta de amplo aproveitamento, sendo que sua fibra tem mais de
400 aplicações industriais, suas folhas e ramos servem de forragem para o gado
no nordeste, a torta de suas sementes é adubo e alimento para animais, produz
óleo comestível, sabão celulose entre outros (BELTRÃO et al., 1985).
No Brasil, seu cultivo tem sido uma atividade de elevado nível
tecnológico, desde os trabalhos de melhoramento genético realizado pelo
Instituto Agronômico de Campinas (IAC) a partir de 1924. Teve, até a década
de 70, significativa participação no mercado internacional, quando, por diversas
razões, começou mundialmente a perder espaço (BARBOSA et al., 2001).
A cotonicultura brasileira nos tempos atuais se desenvolve
principalmente nos Estados de São Paulo, Paraná, Goiás, Mato Grosso e
Mato Grosso do Sul, sendo que, só o Estado de Mato Grosso respondeu
com 48% da produção brasileira na safra de 2000. Neste Estado, a atividade
é baseada no intensivo uso de tecnologia, mecanização e exploração de
25
grandes áreas. Considerando as safras de 1996-2000, o Estado de Mato
Grosso tem o maior índice de produção por área do país e até mesmo do
mundo (BARBOSA et al., 2001).
A soja (Glycine max (L.) Merril) é uma leguminosa anual pertencente
à família Leguminosae, subfamília Papilionoideae. Espécie exótica no Brasil,
essa cultura tem como centro de origem a região leste da China. A primeira
referência ao plantio experimental da soja no Brasil data de 1882, quando se
avaliou material introduzido na Bahia. Sua exploração comercial aconteceu
bem mais tarde, conforme as primeiras referências estatísticas oficiais de
produções no Rio Grande do Sul em 1941 e no Estado de São Paulo em
1945 (EMBRAPA SOJA, 2003).
De uma produção de 450 t e produtividade de 0,750 t.ha-1 nos
primeiros registros, a soja se firmava como cultura de importância para o
Brasil e saltava para uma produção de 15 milhões de toneladas e
produtividade de 1,73 t.ha-1 nos fins dos anos 70. Desta produção, 80%
concentrava-se nos três Estados do sul, nas décadas seguintes, porém,
houve um grande crescimento da cultura nos cerrados da região central e,
no ano de 2002, esta região já respondia por 58% da produção nacional, o
Estado do Mato Grosso se tornava líder nacional em produção e
produtividade deste grão. O Brasil, na safra 2001/2002, segundo dados do
USDA, figura como o segundo produtor mundial, com 23,5 milhões de
toneladas produzidas ou 23,6% da safra mundial (EMBRAPA SOJA, 2003).
O milho pertence à ordem Gramineae, família Graminaceae, sub-família
Panicoideae, tribo Maydeae, gênero Zea, espécie Zea mays e ocorrem as
varidades Zea mays L. var. indentata (Sturtev.), Zea mays L. var. indurata
(Sturtev.) e Zea mays L. var. saccharata (Sturtev). Provavelmente tenha-se
originado no hemisfério norte do continente americano. É a terceira cultura mais
plantada no mundo, perdendo somente para trigo e arroz. O Brasil é um dos
maiores produtores mundiais, apesar de muitas vezes necessitar de importar esse
grão (Criar e Plantar, 2003). A cultura do milho em Mato Grosso ocupa posição de
26
grande destaque, alcançando na safra de 2001 uma produção de 1.743.043
toneladas em uma área plantada de 536.420 ha (MATO GROSSO, 2003).
A família Poaceae abriga cerca de 12 mil espécies de gramíneas, que
considerando nativas e também lavouras e pastagens cobrem 1/3 dos solos
da superfície terrestre, constituindo-se na base da pecuária e da alimentação
das populações (FALCÃO et al., 2003).
O gênero Brachiaria (Trin.) Griseb (Poaceae) compreende cerca de
100 espécies de gramíneas, originalmente africanas em sua maioria, das
quais algumas são economicamente importantes como pastagens,
viabilizando e incrementando a pecuária em diversos países de clima
tropical (RENVOIZE et al., 1996).
Para Carvalho et al. (1984), os Latossolos sob cerrado, além de
serem cultivados com culturas anuais como a soja, também são ocupados
por pastagens, predominantemente, gramíneas do gênero Brachiaria. De
modo geral, as gramíneas forrageiras têm sido classificadas como espécies
de menor exigência nutricional e tolerantes à acidez do solo, especialmente
as do gênero Brachiaria. Mielniczuk (1996) afirmou ser a espécie B.
brizantha capaz de manter sua produção mesmo em solos compactados,
beneficiando, com seu sistema radicular, ao ultrapassar as camadas
compactadas, as espécies que possuem sistemas radiculares menos
agressivos. Camargo e Alleoni (1997) registraram que a B. brizantha é uma
espécie que se adapta bem a todo tipo de solo, pairando dúvidas, porém, de
sua tolerância à compactação do solo, que pode causar às plantas efeitos
associados à aeração, resistência à penetração, crescimento radicular e
disponibilidade deficitária de água e nutrientes.
2.2 Solos de Cerrado O solo é um material mineral ou orgânico inconsolidado na superfície
da terra, que serve como um meio natural para o crescimento e
desenvolvimento de plantas terrestres (CURI et al.,1993). Para Gavande (1973), o solo é um sistema complexo, heterogêneo, disperso e trifásico, ou
27
seja, constituído de fase sólida, fase liquida e fase gasosa, que depende de
uma série de características mecânicas, temperatura, mobilidade de ar e
água, para ser colocado como um meio de desenvolvimento de culturas.
Camargo e Alleoni (1997) o descrevem como um corpo tridimensional
composto de partículas primárias (areia, silte e argila), que normalmente se
encontram reunidas pela ação de agentes cimentastes, formando partículas
secundárias ou agregados.
A região dos cerrados é constituída de uma área contínua de 207
milhões de hectares, recobrindo partes consideráveis dos Estados de Goiás,
Minas Gerais, Tocantins, Bahia, Maranhão, Piauí, Mato Grosso do Sul, Pará,
Ceará, Rondônia e Distrito Federal, além de áreas isoladas em Roraima,
Amapá, Pará e São Paulo. Inicialmente consideradas áreas marginais, vêm
sendo incorporadas rapidamente ao processo produtivo e respondem hoje
por 25% da produção de alimentos e abrigam 60% do rebanho bovino
nacional (VARGAS e HUNGRIA, 1997).
Conforme Adámoli et al. (1986), a presença dos cerrados é
condicionada pelos fatores ecológicos acidez elevada, baixa fertilidade do
solo e estacionalidade climática. Matas de galerias ou matas mesofíticas
substituem os cerrados caso haja, primeiramente compensações hídricas e
no segundo caso melhorias edáficas (AZEVEDO e ADÁMOLI, 1988).
Em geral, o solo sob cerrado se caracteriza pelos baixos teores de
nutrientes e de água armazenada disponível às plantas (LOPES, 1983). A
ocorrência freqüente de "veranicos" acarreta perdas significativas na
produtividade, especialmente quando a falta de água se dá nos períodos críticos
de desenvolvimento da cultura. O cerrado brasileiro compõe-se de 15,2% de
neossolos quartizarênicos, 15,1% de argissolos e 46% de latossolos. Os
latossolos, segundo Resck (1997), ainda apresentam topografia suavemente
ondulada, baixa capacidade de troca catiônica e entre outras características,
acidez elevada, presença de argila de baixa atividade, considerável capacidade
de adsorção de fosfatos e baixo teor de matéria orgânica.
Carvalho Junior et al. (1998) afirmam que o relevo pouco
movimentado e outras características favoráveis dos solos de cerrado
28
possibilitam o uso intensivo de máquinas e implementos, o que pode
provocar modificações nas propriedades desses solos, sendo uma dessas
modificações a compactação.
2.3 Compactação do Solo O aumento na densidade dos solos é um processo de ocorrência natural
ou devido ao seu manejo e uso, que pode dar-se por aumento de massa,
mantendo-se o volume, ou por redução do volume, sendo mantida a massa. É
possível, ainda, que ambas as variantes do processo ocorram
simultaneamente. O primeiro caso ocorre geralmente em conseqüência da
dissociação e translocação de partículas finas como as de argilas, que são
depositadas no espaço poroso das camadas inferiores. Esse processo é
denominado de adensamento. Ao se adensar, diversas mudanças são
provocadas na estrutura do solo, alterando suas propriedades (SOANE e
OUWERKERK, 1994). A elevação dos valores da densidade do solo por
redução de volume, mantendo-se a massa, normalmente se denomina de
compactação e geralmente é provocado pelo manejo e uso do solo,
especialmente devido à mecanização. Ambas as formas de elevação da
densidade podem ser geradas pelo uso dos solos, como têm demonstrado
inúmeros trabalhos, desde Bradfild (1937) citado por Gross et al. (2003) até
Ehlers (1983) e Beutler (2001).
Lanças (1988) define a compactação do solo como o resultado do
rearranjo das partículas do solo submetidas a forças, originando o aumento
de sua densidade, pela diminuição do seu volume, para uma massa de
partículas constante.
Foloni (1999) relata, em revisão, que se um solo for submetido a uma
carga capaz de alterar o seu volume, essa alteração se deveria a quatro
possíveis causas: à compressão das partículas sólidas do solo; compressão
das fases líquida e gasosa do solo; alteração nos teores de líquidos e gases
do espaço poroso; ou rearranjamento das partículas sólidas. Esse
rearranjamento das partículas sólidas influenciaria diversas propriedades do
solo, alterando a distribuição de poros e reduzindo a porosidade total, que,
29
por conseqüência, afetaria a dinâmica e o suprimento de água, ar, calor e
nutrientes do solo. Todas estas alterações acarretariam mudanças bruscas,
principalmente nos processos dinâmicos, que ocorrem no sistema solo,
afetando o crescimento radicular das plantas. Pedrotti et al. (2003)
afirmaram que a compactação do solo é um efeito complexo e uma variável
de difícil descrição e mensuração.
A compactação dos solos tem sido motivo de preocupações e
estudos, especialmente quando se trata da ocorrência em solos agrícolas.
Derpsch et al. (1991); Tavares Filho e Tessier (1998) e De Maria et al.
(1999) relataram que o objetivo dos diferentes sistemas de manejo do solo é
favorecer o desenvolvimento das culturas. Mas que, o desrespeito às
condições mais favoráveis ao preparo do solo, bem como o uso excessivo
de máquinas cada vez maiores e mais pesadas podem levar a modificações
na estrutura do solo, causando maior compactação que, por sua vez, poderá
afetar a infiltração de água no solo, a condutividade hidráulica do solo
saturado, o desenvolvimento radicular das culturas e, como conseqüência,
reduzir sua produtividade.
As alterações físicas provocadas pela maquinaria agrícola influem
diretamente na movimentação da água e do ar no solo, provocando
diminuição da macroporosidade e da estabilidade dos agregados, com
crescente aumento da densidade do solo e conseqüente dificuldade de
desenvolvimento do sistema radicular das plantas (MAIA, 1999).
Em virtude de vários fatores, como energia de compactação, textura,
teor de matéria orgânica, umidade, estudos do processo de compactação do
solo revelaram, que diferentes tipos de solos apresentam comportamentos
distintos quando submetidos ao processo de compactação. Isto é o que têm
demonstrado inúmeros trabalhos (TAYLOR e HENDERSON, 1959;
BODMAN e CONSTANTIN, 1965; SILVA A. et al., 1986; STONE e EKWUE,
1993; DIAS JUNIOR e PIERCE, 1996 e FIGUEIREDO, 1998).
Para Torres e Saraiva (1999), os problemas decorrentes do aumento
de densidade e, conseqüentemente, da compactação são mais sérios nos
solos argilosos, porque suas partículas pequenas são mais facilmente
30
arranjadas durante o processo de compactação. Entretanto, solos com maior
teor de areia tendem a ser mais susceptíveis à compactação, segundo
estudos em solos com textura areia franca e franca arenosa, realizados por
Ohu et al. (1987) e Pacheco e Dias Junior (1990) que observaram redução
na umidade ótima de compactação e aumento da densidade máxima, ao
adicionarem areia em amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelado de
texturas média, argilosa e muito argilosa. Naturalmente, deve-se levar em
conta as diferenças entre se adicionar areia em uma amostra de solo
argiloso e um solo arenoso, em termos de arranjo de partículas e estrutura.
Em qualquer tipo de solo, a compactação é responsável pela diminuição
da porosidade total, com conseqüente diminuição da capacidade de retenção e
infiltração de água no solo, reduzindo a aeração e dificultando as trocas
gasosas. Segundo Khan et al. (2000), a porosidade de aeração é inversamente
proporcional à densidade do solo, e a aeração do solo é um fator limitante na
produtividade das culturas, ocorrendo paralisação completa do crescimento
radicular das plantas, quando a concentração de oxigênio é inferior a 2%.
Lal (1974) afirma que as mudanças provocadas na estrutura do solo, ao
ser preparado nos moldes convencionais, provocam reduções de 40 a 73% na
infiltração acumulada, em comparação com a infiltração em solos sob floresta.
Para Denardin (1984), preparos do solo realizados sistematicamente
com implemento operando à mesma profundidade e com teor inadequado de
água, ou seja, acima ou abaixo da condição de friabilidade, são fatores
condicionantes de sua desestruturação.
A compactação, tanto superficial como subsuperficial do solo,
acontece como conseqüência da degradação da estrutura do solo e da ação
mecânica de máquinas e implementos em condições de solos com conteúdo
de água inadequado, segundo salienta Seixas (1988). Além das causas
físicas advindas dos procedimentos de preparo dos solos, aplicação de
tratos culturais e colheitas mecanizadas, Sumner (1992) e Carvalho Junior et
al., (1998) alertam para os efeitos de calagens e adubações pesadas, que,
às vezes, são feitas de forma incorreta, promovendo alterações químicas
que podem refletir nas características físicas, químicas, físico-químicas e
31
biológicas do solo, especialmente devido à dispersão de argilas e à sua
conseqüente movimentação vertical nos solos.
Caracterizar e localizar a camada compactada (“hardpans”) é de
extrema importância para o planejamento e a adoção de técnicas modernas
de manejo e preparo dos solos visando a maximizar a produção (IAIA,
2003).
De um modo geral, a camada subsuperficial compactada se localiza
na profundidade de 7,5 a 30 cm e, em solos manejados, entre 7,5 e 20 cm
de profundidade, segundo Carvalho Junior et al. (1998) e Tavares Filho et al.
(1999) sendo que estes últimos, concluíram que as maiores resistências à
penetração ocorrem entre 10 e 25 cm de profundidade.
2.4 Resistência do Solo à Penetração A impedância mecânica pode ser considerada um dos fatores mais
importantes para se ter uma idéia do grau de dificuldade que o solo oferece
ao desenvolvimento das raízes de uma determinada cultura (BRADFORD,
1971). A resistência do solo à penetração é um dos atributos físicos do solo
que influenciam diretamente o crescimento das raízes e a parte aérea das
plantas (LETEY ,1985 e WEAICH et al., 1996).
O penetrômetro de cone é um aparelho recomendado para medir a
resistência do solo à penetração, caracterizando-se como um método
padrão de uniformidade de dados (ASAE, 1999). Para Lins e Silva (1999), a
resistência de um solo à penetração, medida em ensaios de penetrometria,
desde que seja utilizada com critério, pode ser uma ferramenta de grande
utilidade na caracterização da compactação, pois a sua facilidade e rapidez
na obtenção dos dados e o baixo custo operacional, junto com um estudo
adequado do problema, poderão popularizar o seu uso em áreas com
agricultura intensiva.
A preocupação de Lins e Silva (1999), com a adoção da
penetrometria de forma criteriosa, também foi observada em relatos de
outros autores como Rípoli et al. (1985), que afirmaram não ser a resistência
do solo à penetração um parâmetro independente, sendo resultado de
32
combinações de ruptura (cizalhamento, atrito, compressão etc.), que
ocorrem nas vizinhanças da ponta de um penetrômetro, que avança
verticalmente ao longo do perfil. A resistência do solo à penetração é,
tipicamente, um parâmetro composto. Também Mackyes (1985) e Mantovani
(1987) atentaram para o fato de a resistência à penetração depender de
diversos fatores e, por isso, requerer cuidadosos critérios na sua utilização
como forma de caracterização da qualidade física dos solos. Mckyes (1985)
afirma que a resistência do solo à penetração, medida por um penetrômetro
com cone, não depende exclusivamente da densidade do solo, pois o
conteúdo de água deste tem efeito significativo nos resultados. Para
Mantovani (1987), a resistência mecânica do solo à penetração é um
indicador secundário e que não se constitui em uma determinação direta de
qualquer atributo físico do solo, sendo ainda afetada por diversos fatores
além da compactação, onde o teor água é o mais importante.
Entretanto, numerosos trabalhos têm registrado a utilização dos
penetrômetros como uma forma prática e confiável de se caracterizar a
compactação dos solos e se estimar a resistência que o solo oferece ao
crescimento das raízes das plantas, respeitadas, obviamente, as sensíveis
diferenças entre as raízes das plantas e o cone de um penetrômetro, bem
como levando em consideração os demais fatores que estão associados ao
evento (EHLERS et al., 1983; AGENBAG e MAREE, 1991; LAL et al., 1994;
FRANZLUEBBERS et al., 1995; PABIN et al.,1998; BIANCHINI et al., 2002).
Tormena e Roloff (1996) e Teixeira et al. (2003) afirmaram ter sido a
resistência do solo medida com penetrômetro uma boa variável para analisar
os efeitos da compactação sobre as alterações nas dinâmicas e na estrutura
do solo.
Verifica-se na literatura informações, nem sempre concordantes, em
relação ao que se poderia determinar como o valor de resistência do solo à
penetração, crítico ao desenvolvimento das culturas, provavelmente em
função de todos os fatores e variáveis associados ao evento. Mas, de um
modo geral, os valores se situam entre 1,5 até 5 MPa. Para Grant e Lafond
(1993), resistências de 1,5 a 3,0 MPa limitariam o crescimento radicular das
33
plantas. O valor de 2,0 MPa foi adotado por Taylor Gardner (1963) e
Nesmith (1987), como limite crítico de resistência para à penetração das
raízes. Segundo Arshad et al. (1996), o valor crítico de resistência do solo à
penetração (RSP) varia entre 2 e 4 MPa; no caso do plantio direto, são
admitidos valores mais elevados de resistência do solo à penetração, da
ordem de 5,0 MPa (EHLERS et al., 1983).
2.5 Solo e Desenvolvimento Radicular Diversos fatores químicos, físicos e biológicos podem limitar o
crescimento radicular das culturas, especialmente aqueles ligados à
disponibilidade de oxigênio e água para as raízes das plantas, e alguns tipos
de impedância mecânica que as raízes enfrentam na maior parte do período
de crescimento.(EHLERS et al., 1983; SHARMA, 1987; PASSIOURA, 1991;
LAL et al., 1994; FRANZLUEBBERS et al., 1995; SANGAKKARA et al.,
1996; SIDIRAS e KENDRISTAKIS, 1997 e SIDIRAS et al., 2001).
Camargo e Alleoni (1997) afirmam que as raízes das plantas podem
exercer pressão entre 0,9 e 11,3 MPa em sentido contrário às paredes dos
poros do solo e que o balanço entre as forças internas e externas determinam o
crescimento radicular das plantas. Relatam, ainda, que o importante não é a
máxima pressão que a raiz possa exercer, mas, sim, qual a pressão imposta
pelo meio, que reduz de forma considerável a elongação da raiz.
Para Passioura (1991), existe elevada correlação entre resistência
mecânica do solo à penetração e o alongamento celular, porém, a
resistência do solo à penetração é altamente dependente de fatores, como
densidade, textura e teor de água do solo. Tormena e Roloff (1996)
relataram que a resistência do solo à penetração foi bastante relacionada
com o crescimento radicular, porém, os valores críticos de resistência do
solo à penetração variam conforme tipo de penetrômetro utilizado e as
espécies. Mello (2000) não encontrou correlações entre resistência à
penetração e crescimento de B. brizantha.
Geralmente usa-se a densidade do solo, a porosidade, a resistência
do solo à penetração, a disponibilidade de água (EHLERS et al., 1983;
34
FRANZLUEBBERS et al., 1995 e PABIN et al., 1998). Vespraskas (1994) e
Çarma (1997) utilizaram o diâmetro médio de agregados como atributos do
solo para caracterização do crescimento radicular e apical das plantas, em
experimentos a campo com vários sistemas de preparo do solo.
Trouse Jr. (1967), no Havaí, em experimentos em vasos com
compactações simuladas, verificou seis estádios de degradação de raízes
de plantas de cana-de-açúcar. Segundo este autor, os estádios variaram de:
todas raízes jovens ou desenvolvidas com aparência normal, nas
densidades de 1,03 a 1,07, até o estádio seis (densidades de 1,51 a 1,57),
em que poucas raízes, jovens ou desenvolvidas, foram encontradas e
apresentaram-se achatadas e confinadas em fraturas. Para este autor, nas
densidades superiores a 1,33 Mg.m-3, houve uma tendência de as raízes
jovens se desenvolverem em áreas de fraturas no solo, onde ocorre maior
disponibilidade de oxigênio e água. Voltan et al. (1998), estudando esta
mesma gramínea, agora a campo, encontraram tendência de as raízes
apresentarem relações CO/CV (espessura do córtex/espessura do anel
vascular) mais elevadas quando se desenvolviam em solos mais
compactados e não verificaram alterações histológicas significativas nas
raízes submetidas à densidade estudada de até 1,23 Mg.m-3. À medida que
a compactação do solo aumentava com a densidade se elevando de 1,2 a
1,75 Mg.m-3, aumentos relativos na absorção de fósforo por plantas de milho
e centeio foram observados por Shierlaw e Alston (1984), embora esses
aumentos não se tenham transformado em maior desenvolvimento das
plantas. Esses resultados foram corroborados por Hoffman e Jungk (1995),
estudando plantas de beterraba açucareira.
Em plantas de soja, Rosolem et al. (1994a) notaram reduções no
crescimento radicular a partir de densidades do solo de 1,25 Mg.m-3 e que o
crescimento radicular foi completamente inibido em densidades de 1,72 Mg.m-3.
Trabalhando com cinco cultivares diferentes de soja, Borges et al. (1988)
concluíram que tais cultivares eram sensíveis à compactação e que densidades
a partir de 1,35 Mg.m-3 inibiram completamente o desenvolvimento radicular
dessas cultivares. Além de redução na massa de raízes, Baligar et al. (1981)
35
relataram queda na produção de matéria seca da parte aérea e diminuição na
altura de plantas de soja, sujeitas à crescente compactação do solo.
Khalilian et al. (1991) encontraram elevada correlação entre
resistência do solo à penetração e o comprimento radicular de plantas de
soja, relatando variações de 0,02 cm.cm-3 quando a resistência era de 0,6
MPa a 0,04 cm.cm-3 para resistência correspondente de 2,1 MPa. Moraes et
al. (1991) estudaram os efeitos da compactação em Terra Roxa Estruturada
e Latossolo Roxo sobre a cultura da soja e observaram comportamento
diferenciado da cultura, em relação à compactação nos diferentes tipos de
solo, constatando significativa de redução no crescimento das plantas num
experimento em casa de vegetação.
Correlações negativas entre alongamento radicular de plantas de
milho e resistência do solo à penetração foram detectadas por Bengough e
Mullins (1991). Rosolem et al. (1994b) encontraram redução na taxa de
alongamento radicular para essa mesma cultura, numa resistência do solo à
penetração de 1,42 MPa, embora não tenha ocorrido inibição completa do
crescimento radicular mesmo a 2,0 MPa.
Coelho et al. (2000) verificaram que cultivos sucessivos podem amenizar
os efeitos de camada subsuperficial compactada sobre o crescimento de raízes
de algodoeiro. Conforme esses autores, foi verificado crescimento radicular de
algodoeiro mesmo em condições de resistência do solo superiores a 3,0 MPa,
apesar de esse crescimento ter sido bastante reduzido. Taylor e Gardner
(1963) afirmaram que o crescimento radicular de algodoeiro praticamente
cessou, quando se verificou resistência do solo de 2,0 MPa.
36
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Local O experimento foi realizado, conforme mostra a Figura 1, em casa de
vegetação localizada no viveiro experimental da Faculdade de Agronomia e
Medicina Veterinária da Universidade Federal de Mato Grosso, coordenadas
de 15° 36’ 40,98” S e 56° 3’ 53,58” W, na cidade de Cuiabá/MT.
Figura 1. Vista geral do local do experimento.
37
3.2 Solo Coletou-se amostra da camada de 0-20 cm de um latossolo vermelho-
escuro distrófico (ALVES, 1997), com volume aproximado de 2,0 m3, em área
pertencente ao Centro Federal de Educação Tecnológica de Cuiabá – MT.
O solo foi seco ao ar e passado por peneira de 4 mm de malha e, em
seguida, retiradas amostras para caracterização de seus atributos físicos e
químicos (Tabela 1), bem como para a realização de ensaio de proctor
normal conforme NBR 7182 (ABNT, 1986).
TABELA 1. Atributos químicos e físicos da camada de 0 a 20 cm, do solo
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico utilizado no experimento.
P K Ca Mg pH (água) --------------mg.dm-3-------------- -------------cmolc.dm-3-------------
5,0 0,6 19 0,6 0,3
Al H Soma de Bases (S) CTC Sat. Por
Bases (V) --------------------------------cmolc.dm-3-------------------------------- %
0,5 4,8 0,9 6,2 15,3 Sat. Al
(m) Mat. Org. Areia Silte Argila
% mg.dm-3 ----------------------------g.kg-1---------------------------34,5 23 569 90 341
A Figura 2 retrata a curva do ensaio de proctor normal, realizado para
determinação de referencial do teor de água a ser utilizado no procedimento de
compactação das amostras no anel intermediário da unidade experimental.
1,30
1,35
1,40
1,45
1,50
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Teor de água (%)
Den
sida
de A
pare
nte
(Mg.
m-3
)
Figura 2. Curva de compactação do solo, do Latossolo Vermelho Escuro
Distrófico utilizado no experimento.
38
Conforme os resultados apresentados na Tabela 1, referentes à
análise química, para se elevar o teor de fósforo se adicionou termofosfato
(Yorim 17.0% de P2O5), em dose equivalente a 1350 kg.ha-1 ao solo
peneirado (NOVAES e LOPES, 1999). Após a homogeneização e adição de
água em torno de sua capacidade de retenção, o solo foi mantido envolvido
em lona de polietileno preta por um período de 15 dias de repouso. Passado
esse período, aplicou-se calcário (filler), de forma a se elevar à saturação de
bases a 50% (ALVAREZ VENEGAS e RIBEIRO, 1999) e, da mesma forma
que na fosfatagem, o solo foi mantido em repouso por mais 15 dias. Em
seguida, realizou-se a adubação básica de plantio com N, P e K solúveis e
mais, dose equivalente a 50 kg.ha-1 de FTE BR-10, de modo que os
nutrientes não se constituíssem em fator limitante do desenvolvimento das
culturas. As doses dos nutrientes foram: 65,5 mg.dm-3 de fósforo, 58,1
mg.dm-3 de potássio e 10 mg.dm-3 de nitrogênio e mais 350 mg.dm-3 de
nitrogênio, a serem aplicadas em três coberturas. Essas doses de nutrientes
foram determinadas com base na análise química do solo e seguindo-se
recomendações da Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas
Gerais - CFSEMG (ALVES et al., 1999; CANTARUTTI et al., 1999; NOVAIS,
1999; PEDROSO NETO et al., 1999) e Fundação Mato Grosso (2002).
Adotou-se como critério o atendimento das necessidades da cultura mais
exigente. A amostra de solo corrigida e adubada foi mantida em repouso por
mais cinco dias nas mesmas condições descritas anteriormente.
Depois de corrigida e adubada, a amostra de solo foi novamente
passada por peneira de malha de 4 mm e seu conteúdo de água,
determinado e corrigido para 20,25%, ou seja, 75% da umidade ótima de
compactação definida pelo ensaio de proctor normal (27%). Não se adotou o
conteúdo de água ótimo, determinado pelo ensaio de proctor normal, pois a
maior densidade experimental era superior à máxima densidade alcançada
com esse ensaio, de forma que a carga a se adotar também seria maior, o
que resultaria na expulsão de solução do solo, fato que se pretendeu evitar.
Em função das densidades experimentais desejadas e do volume do anel,
as porções de solo foram calculadas, utilizando-se as equações (1) e (2).
39
MSS = DE * Vc (1)
Em que: MSS = Massa de solo seco
DE = densidade experimental
Vc = volume do anel da unidade experimental
MSU = MSS * (U + 1) (2)
Em que: MSU = massa de amostra de solo com 75% do conteúdo de água
definido pela curva de compactação.
MSS = massa de solo, seco definida pela Equação (1).
U = teor de água corrigido da amostra
Em seguida, determinou-se a massa das porções do solo utilizando-
se balança eletrônica Marte modelo A10K, com capacidade de 10 kg e
precisão de 0,1 g (Figura 3) e foram acondicionadas em sacos plásticos
vedados, mantidos por 48 h, para melhor distribuição e homogeneização do
teor de água em toda massa do solo.
Figura 3. Determinação da massa da amostra de solo para preenchimento
dos anéis da camada intermediaria das unidades experimentais.
40
3.3 Unidades Experimentais A unidade experimental (vaso), representada nas Figuras 4 e 5, foi
composta por um cilindro de PVC rígido, com diâmetro interno de 195 mm,
constituído pela sobreposição de três anéis. O anel superior, com altura de
165 mm e encaixe fêmea de 5 mm em sua base; o anel intermediário, com
altura de 60 mm e encaixe macho de 5 mm nas duas extremidades e o anel
inferior, cuja altura foi de 145 mm, com encaixe fêmea de 5mm na
extremidade superior e teve sua parte inferior fechada com tela anti-afídeos
de malha de 1mm, afixada com anel de borracha e acabamento em fita
adesiva. Metade dos anéis inferiores foi munida de sensores (Bloco de
Bouyoucos) para monitorar o teor de água abaixo da camada compactada.
Figura 4. Esquema gráfico representativo da unidade experimental utilizada,
composta por anéis sobrepostos de PVC rígido.
200 mm
165 mm
145 mm
50 mm 5 mm
5 mm
195 mm
5 mm
5 mm
41
Figura 5. Anel inferior, com fundo em tela anti-afídeos (a), Detalhe do sensor
(bloco de Bouyoucos) (b) e Unidade experimental montada (c).
3.4 Inibição do Crescimento Radicular na Interface Solo-PVC Para se evitar o crescimento de raízes na região da interface solo/vaso,
adotou-se o procedimento modificado de Alvarenga et al. (1996), Silva, R. (1998)
e Foloni (1999), em que as paredes internas dos anéis superior e central foram
revestidas com uma camada de 2 mm de espessura de caulim, umidecido com
água, até tornar-se uma pasta cremosa e aplicada com pincel de cerdas macias
Não foi necessário aplicar caulim na parede do anel inferior, visto que o
importante era inibir o crescimento radicular facilitado na interface do anel
intermediário. Quanto à aplicação no anel superior, pretendeu-se ir
redirecionando e já afastando as raízes das paredes dos vasos.
3.5 Compactação do Solo e Montagem das Unidades Experimentais Os anéis superiores e inferiores foram preenchidos com as porções
de amostra do solo com massa determinada, para que apresentassem
densidade de 1,0 Mg.m-3. Os anéis intermediários acomodaram as amostras
de massas respectivas às camadas compactadas de densidades 1,0, 1,2,
1,4 e 1,5 Mg.m-3. Uma prensa hidráulica marca Charlott modelo PH5T
ca
b
42
adaptada com êmbolo de aço de diâmetro com 190 mm foi utilizada para a
compactação do solo no anel intermediário (Figura 7).
Figura 6. Prensa hidráulica marca Charlott, modelo PH5T.
As massas de solo com teor de água corrigido e destinadas ao anel
intermediário foram integralmente adicionadas a este anel, que teve sua
capacidade inicial aumentada por um anel de expansão que lhe foi acoplado
e, pela ação da prensa, foram compactadas até a acomodação no anel
intermediário, obtendo-se, assim, as densidades desejadas. A amostra
43
compactada teve as superfícies levemente escarificadas com estilete, para
se eliminar o espelhamento provocado pela prensa.
Por ocasião da montagem dos vasos, foram sobrepostos os anéis
intermediários, previamente compactados, sobre os inferiores completamente
preenchidos um pouco acima da base do encaixe, de modo a se evitar
descontinuidade entre as camadas. Sobre os anéis intermediários acoplaram-
se os superiores, que foram preenchidos com amostra de solo até a altura de
140 mm, reservando-se 20 mm para receber a água das irrigações. As
conexões entre os três anéis foram vedadas com fita adesiva.
As unidades experimentais, depois de montadas, se apresentavam
com as seguintes características: camada superior com 140 mm de
espessura e densidade de 1,0 Mg.m-3, camada intermediária 60 mm de
espessura e densidade conforme o tratamento de 1,0, 1,2, 1,4, 1,5 Mg.m-3,
camada inferior com as mesmas características da superior, perfazendo um
perfil total de 340 mm, sendo a altura bruta da unidade montada de 360 mm.
3.6 Semeadura Utilizaram-se sementes de soja cultivar BRSMT Pintado, milho cultivar
Polato 2602, algodão cultivar CNPA Ita 90, Brachiaria brizantha cultivar
Marandu, todas previamente avaliadas em testes de germinação (BRASIL,
1992). As sementes de soja foram tratadas com os fungicidas comerciais
Derosal 500 SC (Metil benzimidazol-2-ilcarbamato-CARBENDAZIM) e
Rhodiauran 500 SC (Thiram) na dosagem de 50 g de cada ingrediente ativo
por 100 kg de sementes. Trataram-se as sementes de algodoeiro com os
fungicidas comerciais Derosal 500 SC e Vitavax-Thiram 200 SC (Caboxim +
Thiram), na dosagem de 50 g / 100 kg de sementes de cada ingrediente ativo.
As sementes de milho foram adquiridas com tratamento comercial e as de
Brachiaria brizantha não receberam tratamento.
Semeram-se 4 a 5 sementes por vaso para soja, milho e algodão, na
profundidade de 1,0 a 1,5 cm. Para Brachiaria brizantha foram semeadas 25
sementes por vaso, na profundidade de 0,5 cm. Todos os vasos receberam
uma camada de cobertura morta de cerca de 0,5 cm de espessura,
44
utilizando-se folhas de espécies arbóreas de cerrado, desidratadas em
estufa de circulação forçada e fragmentadas manualmente.
Desbastes sucessivos foram feitos até restarem uma planta por vaso
no caso do milho, duas para soja e algodão e cinco para a B. brizantha, de
modo a se obter densidade de plantas nos vasos, semelhantes à média de
densidade de plantio normalmente praticada para as espécies.
3.7 Monitoramento do Teor de Água nas Colunas e Irrigação Até 35 dias após a semeadura, a água foi fornecida por meio de
irrigações superficiais controladas. Após este período, o fornecimento de
água ao sistema deu-se subsuperficialmente, adicionando-se água aos
pratos que suportavam os vasos. Irrigou-se ao final da tarde, drenou-se a
água excedente 12 horas após, isso, quando se passou a usar a
subirrigação. A mudança na forma de se fornecer água foi com a intenção de
simular as condições a campo, quando da ocorrência de estiagem
(veranicos). Irrigações superficiais após os 35 dias da semeadura somente
foram realizadas por ocasião das aplicações de fertilizantes em cobertura.
O conteúdo de água no sistema solo/vaso foi monitorado e mantido
sempre acima de 60% da capacidade máxima de retenção de água do solo.
Esse monitoramento, abaixo da camada compactada, foi realizado por meio
de sondas previamente instaladas no anel inferior (Figura 5 b), utilizando-se o
princípio da eletro-resistividade do solo. Na camada superficial, monitorou-se
o conteúdo de água pelo mesmo princípio, utilizando-se de sonda de hastes
metálicas, construída e calibrada previamente para este fim (Figuras 7 e 8).
45
SL1
SL3 SC
SC
SL1 SL2
SL3 SL2
120 mm
120º
20 mm
20 mm
20 mm
20 mm
20 mm
20 mm
20 mm
10 mm
10 mm
10 mm
50 mm
10 mm
20mm
10 mm
10 10
20 mm
10 10
120º
Figura 7. Modelo de sonda desenvolvida e calibrada para monitoramento do
teor de água do solo na camada superficial do vaso.
46
Figura 8. Sonda e galvanômetro para monitoramento do teor de água do
solo na camada superior das unidades experimentais.
Na Tabela 2 encontram-se dados relativos ao fornecimento efetivo de água
ao sistema planta/solo/vaso, refletindo o consumo de água observado.
TABELA 2. Média do total de água incorporada ao sistema solo/vaso/planta
em mm (I) e número de aplicações (NA), durante período
experimental da cultura.
Densidades (Mg.m-3)
-------1,0------- -------1,2------- -------1,4------- -------1,5-------Espécies
I NA I NA I NA I NA
Algodão 778,98 25 769,30 25 663,10 25 371,07 25
B. brizantha 790,48 25 769,09 25 734,00 25 601,13 25
Milho 515,57 21 508,79 21 411,95 21 374,57 21
Soja 253,00 14 245,00 14 216,38 14 185,92 14
3.8 Monitoramento das Condições Ambientais Para acompanhar as condições de temperatura e umidade relativa do ar
no interior da casa de vegetação, foram instalados termômetro de máxima e de
mínima e termômetro de bulbo seco e bulbo úmido (psicrômetro). As leituras
47
foram realizadas diariamente às 8 h, e um resumo das condições reinantes no
ambiente da estufa durante o experimento é apresentado na Tabela 3.
TABELA 3. Temperaturas médias das máximas (TX), médias das mínimas
(TN), mínimas das máximas (TX(min)), máximas das
máximas(TX(Max)), mínimas das mínimas(TN(min)), máximas das
mínimas (TN(Max)) e médias do teor de água relativa (UR %), por
períodos, de aproximadamente, 10 dias, durante experimento.
Período TX TN TX(min) TX(max) TN(min) TN(max) UR(%)
13/02-22/02 31,9 23,8 28,0 36,0 18,5 25,5 89,10 23/02-04/03 36,2 23,9 23,0 41,2 19,5 25,5 84,73 05/03-14/03 37,4 24,9 31,0 43,2 23,0 25,5 81,70 15/03-24/03 33,7 24,4 28,5 37,2 22,5 25,5 86,15 25/03-03/04 32,7 24,6 27,2 38,0 23,5 26,0 89,01 04/04-13/04 32,5 23,2 28,0 38,5 18,8 25,0 84,87 14/04-23/04 35,4 22,9 26,2 39,5 20,0 25,5 82,26 24/04-03/05 38,2 25,9 38,5 41,5 22,5 25,0 79,29 04/05-14/05 31,6 20,2 20,5 36,5 15,2 25,3 83,90
3.9 Tratos Culturais Foram realizadas adubações em cobertura em 21/02/2003,
10/03/2003 e 26/03/2003, sendo aplicados por vaso, para algodoeiro e
milho, 240, 480 e 560 mg; para soja, 280, 560 e 560 mg e, 260, 520 e 520
mg de nitrogênio para a B. brizantha, aplicados na forma de fertirrigação.
Realizou-se também a retirada manual de alguma espécie de planta
invasora que tenha aparecido.
3.10 Coleta de Dados da Parte Aérea Aos 56 dias para a soja, 76 dias para o milho e 97 dias para o
algodoeiro e a B. brizantha, procedeu-se à coleta dos dados da parte aérea,
efetuou-se ensaio de penetrometria e desmontaram-se os vasos para
avaliação do crescimento do sistema radicular. Para soja e milho, os dados foram
48
coletados por ocasião do enchimento dos grãos, o algodoeiro já possuía flores e
frutificações bem formadas e a B brizantha ainda não havia florescido, mas tinha
atingido um bom desenvolvimento vegetativo, equivalendo, aproximadamente, ao
estádio de 12 semanas após corte de padronização adotado por Mello (2000).
Mediu-se a altura da planta (cm) e determinou-se a área foliar por processamento
de imagem digital e relação com massa seca de folhas. Para determinação da
área foliar, tomou-se amostra de folhas nos diferentes estádios de
desenvolvimento, de plantas escolhidas aleatoriamente em cada espécie
estudada. Estas amostras foram dispostas sobre superfície branca, plana e
delimitada por um par de eixos ortogonais dotados de escala numérica, para
serem fotografadas com câmara digital (Figura 9). As imagens digitais foram
processadas, usando-se o programa Scan-pro, que determinou a área foliar da
amostra. A amostra fotografada e de área conhecida foi seca em estufa de
circulação forçada e sua massa seca foi determinada. Estabeleceram-se, então,
relações entre área foliar e massa seca de folhas de cada espécie, que serviram
de base para determinação da área foliar das plantas. Frutos, hastes e folhas
foram secos em estufa de circulação forçada, modelo TE 314/2, a 75ºC, por 72 h,
para determinação da massa seca, utilizando-se de balança eletrônica modelo
Mark 3100, com capacidade de 3.100,00 g e precisão de 0,01 g.
Figura 9. Representação gráfica de imagens digitais, utilizadas para
determinação da área foliar de algodão, B. brizantha, milho e soja.
49
3.11 Ensaio de Resistência do Solo à Penetração Após o corte da parte aérea, todos os vasos cultivados com soja, algodão
e B. brizantha foram submetidos a ensaio de resistência mecânica à penetração,
utilizando-se um penetrógrafo portátil de velocidade contínua (BIANCHINI et al.,
2002), como está representado na Figura 10. Coletaram-se, em seguida,
amostras do substrato de cada vaso nas diferentes camadas para determinação
do teor de água do solo. Nos vasos cultivados com milho também se efetuou o
ensaio, mas, por problemas técnicos, perderam-se esses dados.
Figura 10. Ensaio de penetrometria com penetrográfo de velocidade contínua
(BIANCHINI, 2002), em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada.
Com os dados do ensaio de penetrometria, foram obtidas as curvas
de resistência do solo à penetração (RSP), com valores médios registrados
a cada 2,5 mm. Traçaram-se, então, gráficos representativos da distribuição
vertical de RSP, ao longo das três camadas, com os dados do perfil médio
das repetições restantes, após o teste de rejeição de Smirmov-Grubbs.
50
Avaliou-se a densidade da camada compactada em cada unidade
experimental, estimando-a por meio de modelo ajustado em função da RSP
média e do teor de água presente nessa camada de solo. (LINS e SILVA,
1999). A RSP média na camada intermediária foi calculada, tomando-se os
valores de resistência de 50% dos pontos situados na porção mediana da
camada central. Submeteram-se as médias das cinco repetições ao teste de
rejeição de dados de Smirnov-Grubbs, a 5% de probabilidade e 5 graus de
liberdade, para verificação de discrepâncias provocadas pela dificuldade de
se adaptar a metodologia de utilização do penetrógrafo em vasos. Com as
RSP médias e as médias do teor de água presente em cada tratamento,
ajustaram-se modelos por meio de regressão, para calcular a densidade.
Esses modelos, seus coeficientes de determinação e os níveis de
significância dos parâmetros das equações são apresentados na Tabela 4.
As densidades experimentais (construídas), DE, foram, então, comparadas
com as densidades calculadas pelas equações ajustadas, utilizando-se,
como critério, o teste t, a 0,05 de probabilidade.
TABELA 4. Equações, coeficientes de determinação e significância dos parâmetros da regressão, de modelos ajustados para estimativa da densidade, em função da resistência do solo à penetração – RSP (MPa) e o conteúdo de água – UG(%).
Signific. Espécie Equação ajustada1 R2
(%) RSP UG
Algodoeiro DC = 0,113RSP – 6,45.10-3.UG - 1,44 83,2 ** ns
B. Brizantha DC = 0,142RSP + 4,34.10-2.UG – 0,513 96,4 *** ***
Soja DC = 0,113RSP + 3,48.10-2.UG - 0,133 94,1 *** *** 1 Dc: densidade do solo estimada em (Mg.m-3), ***,: significativo a 1% de
probabilidade, ** significativo a 5% de probabilidade e, ns (não
significativo) a 10% de probabilidade pelo teste F.
51
3.12 Coleta de Dados das Raízes Os anéis foram desconectados e com o auxílio da lâmina de um
facão, procedeu-se ao corte das raízes que transpassaram de uma camada
a outra, para a separação dos anéis da coluna. As raízes foram retiradas dos
cilindros seccionados juntamente com o solo e separadas do solo por meio
de lavagem em água corrente, sobre um conjunto de peneiras de aço inox,
de malha de 1 mm e peneira de nylon de 120 mesh. Depois de separadas e
limpas, foram conservadas em sacos plásticos, contendo solução de álcool a
30%, até a conclusão dos trabalhos de separação, quando se realizou o
escorrimento da solução em peneira de nylon de 120 mesh e as raízes
foram acondicionadas em sacos de papel, para secagem em estufa de
circulação forçada a 75ºC por 72 horas.
3.13 Delineamento Experimental e Análise dos Dados O delineamento foi inteiramente casualizado em esquema fatorial
4x4x5 com quatro espécies, quatro densidades e cinco repetições. As
unidades experimentais, com os diferentes tratamentos, tiveram sua posição
inicial definida por sorteio e foram distribuídas em bancada de madeira
nivelada, de forma que a superfície superior dos vasos ficou,
aproximadamente, 1 m acima do piso. Semanalmente, foi realizado o rodízio
das posições das unidades experimentais sobre a bancada, para maior
aleatorização e buscando-se minimizar possíveis diferenças nas condições
do ambiente.
Foram calculados valores relativos para as variáveis de
crescimento a partir de seus valores absolutos, tomando, como referência,
as médias das variáveis obtidas na densidade de 1,0 Mg.m-3. A essas
médias, atribuíram-se equivalência a 100%, baseando-se em Pereira et al.
(2003) e, se calculou o valor relativo de cada dado, facilitando e/ou
permitindo a comparação do desempenho das diferentes espécies, em
função da compactação. Os dados coletados foram submetidos aos testes
de normalidade (Lillieffors) e homodasticidade (Levene) e foram
considerados como tendo distribuição normal e apresentando variâncias
52
homogêneas a 5% de probabilidade, considerando-se que o teste F é muito
robusto e admite que os dados tenham distribuição apenas aproximada da
curva de distribuição normal (GOMES, 1990; VIERA, 1999 e, PEREIRA, A.
1999). Em seguida, realizou-se análise de variância e comparação das
médias pelo teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade para o efeito
espécie e para o efeito quantitativo, regressão com ajuste de equações de
crescimento em função da densidade. Tendo sido o teste F da análise de
variância da regressão significativo a 5% de probabilidade, ajustaram-se
modelos, adotando-se como critério de seleção o maior coeficiente de
determinação e a significância de até 15% de probabilidade dos parâmetros
da equação.
Com as médias de resistência do solo à penetração, estabeleceu-se
sua relação com as densidades e com o desenvolvimento das plantas. As
análises foram realizadas utilizando-se os programas estatísticos SPSS 10.0
(SPSS, 1999) e Sisvar 4.6 para Windows (FERREIRA, 2000).
53
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Resistência do Solo à Penetração O ensaio de penetrometria realizado ao final do experimento permitiu
estimar a densidade do solo na camada intermediária (DC) e confirmar com relativa
precisão as densidades experimentais (DE) construídas no início do experimento.
As densidades experimentais (DE), as calculadas em função da resistência do solo
à penetração e teor de água do solo (DC), juntamente com resistências do solo à
penetração (RSP) e as médias do teor de água das amostras nessa camada do
sistema solo reconstituído/vaso se encontram na Tabela 5.
TABELA 5. Densidade experimental (DE), densidade estimada (DC)1,
resistência do solo à penetração (RSP) e valores médios do
teor de água na camada compactada (UC).
DE
(Mg.m-3)
Dc
(Mg.m-3)
RSP
(MPa)
UC
(%)
1,00 1,03 1,736 28,47
1,20 1,19 2,667 28,54
1,40 1,37 3,223 28,33
1,50 1,51 4,386 25,27 1Diferenças verificadas entre Dc e DE (–0,03 a 0,03 Mg.m-3) não foram
consideradas significativas pelo teste t em nível de 5% de probabilidade.
54
O teste t em nível de 5% de probabilidade não detectou diferenças
entre as densidades estimadas pelas equações de regressão e respectivas
densidades experimentais. Assim, pode-se considerar que a metodologia
aplicada na compactação da amostra do solo, para a confecção das
parcelas experimentais, atendeu satisfatoriamente as necessidades de
precisão desse experimento. A título de informação complementar, o
coeficiente de Spearman, obtido correlacionando todas as DC com as
respectivas DE, foi de 0,95.
Na camada superior (0 – 140 mm), a menor média de RSP (0,698
MPa) foi verificada nos vasos em que se cultivou algodão e cuja densidade
na camada intermediária era de 1,0 Mg.m-3, enquanto que a maior RSP
média (3,517 MPa) foi observada em vasos com plantas de soja e com
densidade de 1,2 Mg.m-3 na camada intermediária. Considerando-se a
média das RSP observadas para as três espécies, os valores verificados na
camada superior variaram de 1,692 a 2,222 MPa para vasos em que as
camadas intermediárias apresentavam densidades de 1,0 e 1,5 Mg.m-3,
respectivamente. Como em princípio, a densidade na camada superior foi de
1,0 Mg.m-3, teoricamente não variando nos diferentes tratamentos, a
diferença média de, aproximadamente, 0,5 MPa verificada na RSP, muito
provavelmente se deveu à redução no conteúdo de água nessa camada,
causada pelo impedimento em relação à ascensão de água por capilaridade,
em conseqüência do aumento da densidade na camada intermediária do
sistema solo reconstituído/vaso. Diz-se que a densidade na camada superior
foi “a principio“ de 1,0 Mg.m-3 e não variando “teoricamente” nos diferentes
tratamentos, porque, apesar de se calcular a massa de solo seco
correspondente à essa densidade para o volume conhecido do anel, o seu
acondicionamento no interior do anel superior, como também do inferior, se
deu sem o auxilio da prensa hidráulica, o que pode ter provocado variações
na densidade dessas camadas. Os valores de RSP referidos neste
parágrafo são apresentados na Tabela 6.
55
TABELA 6. Valores médios de resistência do solo à penetração (RSP) por
camada, de um Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada1.
Cultura
Algodoeiro B. brizantha Soja Camada
Densidade
(Mg.m-3)
RSP (MPa)
Média
1,00 0,697 C 1,614 B 2,769 A 1,692
1,20 1,238 B 0,990 B 3,517 A 1,915
1,40 1,489 B 1,488 B 2,664 A 1,863 Superior
1,50 2,018 B 1,920 AB 2,597 A 2,222
1,00 1,078 B 2,063 A 2,417 A 1,853
1,20 1,848 C 2,684 B 4,641 A 3,058
1,40 2,963 B 4,972 A 5,287 A 4,408 Central
1,50 4,963 C 6,486 A 5,869 B 5,773
1,00 1,010 C 1,704 B 2,118 A 1,611
1,20 1,151 B 1,518 B 3,381 A 2,017
1,40 1,447 B 2,070 A 1,546 B 1,686 Inferior
1,50 1,403 B 2,189 A 1,718 B 1,733 1 Valores de RSP seguidos pela mesma letra na linha não diferem pelo teste
de Tukey em nível de 5% de probabilidade.
Ainda observando a Tabela 6, da mesma forma que na camada
superior, verifica-se que a menor média de RSP na camada central foi de
1,078, registrada em vasos com densidade de 1,0 Mg.m-3, onde se cultivou
algodão, enquanto que a maior média de RSP (6,486 MPa) foi anotada para
os vasos contendo solo com densidade de 1,5 Mg.m-3 e onde se cultivou
Brachiaria brizantha. Na média das três espécies, a RSP na camada
intermediária variou de 1,853 a 5,773 MPa nos vasos em que essas
camadas possuíam, respectivamente, densidades de 1,0 e 1,5 Mg.m-3. Já
nas camadas inferiores, as médias de RSP foram ligeiramente menores que
os valores observados na camada superior, provavelmente devido aos
teores de água do solo mais elevados nessa camada.
56
O comportamento do conteúdo de água do solo, em termos de
média, evidencia bem a influência da densidade na translocação vertical da
água no sistema, como se pode verificar, observando-se os dados que
constam da Tabela 7.
TABELA 7. Médias do teor de água de cinco repetições verificadas por
camada e cultura, por ocasião do ensaio de penetrometria, em
vasos contendo solo com camada intermediária compactada.
Cultura
Algodoeiro B. brizantha Soja Camada
Densidade
(Mg.m-3)
Teor de água no solo (%)
Média
1,00 21,33 B 21,67 B 23,51 A 22,17
1,20 20,99 A 21,82 A 21,99 A 21,60
1,40 19,60 B 21,93 A 22,73 A 21,42 Superior
1,50 17,67 C 19,77 C 21,64 A 19,69
Média 19,90 21,30 22,47 21,22
1,00 32,38 A 28,38 B 24,67 C 28,48
1,20 31,35 A 30,07 B 24,21 C 28,54
1,40 30,11 A 27,98 B 26,90 B 28,33 Central
1,50 24,16 B 24,66 B 27,00 A 25,27
Média 29,50 27,77 25,70 27,66
1,00 34,79 A 30,12 B 25,57 C 30,16
1,20 34,22 A 31,66 B 24,90 C 30,26
1,40 35,75 A 32,23 B 30,68 B 32,89 Inferior
1,50 38,74 A 31,38 C 33,6B B 34,58
Média 35,88 31,35 28,70 31,97 1 Valores do teor de água seguidos de mesma letra na linha, não diferem
entre si em nível de 5% de probabilidade, pelo teste Tukey.
Como a água foi fornecida por meio de irrigação subsuperficial, a camada
superior apresentou menor teor de água e decrescente com a elevação nos
valores de densidade da camada intermediária. O teor médio de água na camada
intermediária variou menos em comparação com o teore de água das camadas
57
superior e inferior. Porém, tanto o acúmulo de água na camada inferior quanto seu
decréscimo nas camadas superior e intermediária foram mais acentuados na
densidade de 1,5 Mg.m-3. Em geral, verifica-se a influência da umidade sobre a
RSP, pois as maiores resistências estão associadas aos menores teores de água.
A análise dos gráficos das Figuras 11, 12 e 13, permite verificar que, em
geral, houve grande semelhança entre as curvas dos perfis de RSP nas diferentes
espécies e densidades, especialmente na camada compactada. A quase
verticalização da curva definida pelo perfil de RSP na densidade de 1,0 Mg.m-3,
sugere distribuição homogênea da densidade e do teor de água do solo ao longo
do perfil. De um modo geral, verifica-se que as máximas resistências na camada
superior (0-140 mm) são alcançadas na profundidade aproximada de 100 mm. A
partir dessa profundidade, a resistência diminui até 125 mm, quando então os
valores recomeçam a se elevar, já em conseqüência da camada compactada,
caracterizando-se, assim, uma zona de transição, com valores de resistências que,
na verdade, são uma média entre a resistência da camada superior e a da
camada compactada.
34,79
32,39
21,33
34,23
31,47
21,04
35,75
30,12
19,60
39,6
24,16
17,67
-250
-200
-150
-100
-50
00 1 2 3 4 5 6 7 8
RSP (MPa)
Prof
undi
dade
(mm
)
Densidade 1,0 Densidade 1,2Densidade 1,4 Densidade 1,5
Figura 11. Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com algodão.
58
30,12
28,38
21,67
31,66
30,07
21,82
32,23
27,98
21,93 19,77
31,38
24,66
-250
-200
-150
-100
-50
00 1 2 3 4 5 6 7 8
RSP (MPa)
Prof
undi
dade
(mm
)
Densidade 1,0 Densidade1,2Densidade 1,4 Densidade 1,5
Figura 12. Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada, de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com B. brizantha.
23,50
24,67
25,57
21,99
24,21
24,90
22,73
26,91
30,68
21,64
20,70
33,62
-250
-200
-150
-100
-50
00 1 2 3 4 5 6 7 8
RSP (MPa)
prof
undi
dade
(mm
)
Densidade 1,0 Densidade 1,2Densidade 1,4 Densidade 1,5
Figura 13. Resistência do solo à penetração e conteúdo de água por camada, de
Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, reconstituído em vaso com
camada subsuperficial compactada e cultivado com soja.
59
A similaridade entre as curvas de RSP das diferentes densidades na
região da camada compactada (Figuras 11, 12 e 13) evidencia a
repetibilidade e confiabilidade dos procedimentos metodológicos utilizados
na compactação, a influência da umidade na resistência do solo à
penetração, bem como a influência da compactação na dinâmica da água no
perfil do solo. O comportamento das curvas na região da camada
compactada pode ser assim analisado: A verticalização das curvas de RSP
na densidade de 1,0 Mg.m-3 sugere homogeneidade na distribuição da
densidade e do conteúdo de água ao longo do perfil. A máxima resistência
na camada compactada se dá na profundidade aproximada de 160 mm,
gerando um transiente curto e iniciando-se, em seguida, um recuo nos
valores de RSP. Isso, muito provavelmente, se deveu ao fato da camada
compactada ser relativamente estreita, ao mesmo tempo em que, ocorre um
gradiente do teor de água, que sugere sua concentração nas porções
inferiores dessas camadas, em virtude do fornecimento subsuperficial de
água na irrigação.
Valores e comportamentos da resistência aparentemente não bem
explicados pela variação nos tratamentos e/ou variação no teor de água do
solo, especialmente nas camadas superior e inferior, provavelmente tenham-
se dado em função da possível variação na densidade dessas camadas,
devido ao fato de que a média não reflete a distribuição da água no perfil ou,
ainda, em função de características dos sistemas radiculares das espécies,
que podem ter interferido nos valores de resistência à penetração
diretamente, ou alterando as condições físico-estruturais do substrato.
Fazendo uma análise da resistência observada em cada espécie,
por meio da observação das Figuras 11, 12 e 13 e da Tabela 6, verifica-se
que, nos vasos cultivados com soja, ocorreram as maiores resistências em
todas as camadas nas densidades de 1,0 e 1,2, enquanto que, para o
algodoeiro, foram verificadas as menores RSP nessas densidades. Na
densidade de 1,4, verifica-se que resistências continuaram mais elevadas em
soja, exceto na camada inferior, onde nos vasos com B. brizantha é que se
observou a maior média de RSP. Na densidade de 1,5 Mg.m-3,verifica-se que,
60
em média, não houve diferença entre as resistências observadas em cada
espécie na camada superior, porém, na camada intermediária, a maior RSP
média foi observada em algodoeiro, enquanto que, na camada inferior, esta foi
verificada nos vasos cultivados com B. brizantha.
Para vasos com algodoeiro, os valores médios de resistência à
penetração variaram assim: na camada superior, de 0,70 a 2,02 MPa; na
camada central, de 1,08 a 4,96 MPa e, de 1,01 a 1,40 MPa na camada
inferior (Tabela 6). Conforme Taylor e Gardner (1963), as raízes de
algodoeiro têm seu crescimento praticamente interrompido em RSP de 2,00
MPa. Para os vasos em que se cultivou B. brizantha, verificaram-se as
seguintes médias de resistência por camada: na superior, de 0,99 a 1,92
MPa; na central, de 2,06 a 6,49 MPa e, na camada inferior 1,37 a 1,95 MPa.
Já para os vasos com soja, verificou-se: 2,76 a 3,52 MPa na camada
superior; 2,42 a 5,87 MPa na camada central e, 1,55 a 3,38 MPa na camada
inferior (Tabela 6). As resistências máximas observadas foram de 2,76, 3,64
e 5,41 MPa na camada superior para algodoeiro, B. brizantha e soja,
respectivamente; 7,51, 7,78 e 6,61 MPa para algodoeiro, B. brizantha e soja
na camada central e, de 1,84, 2,37 e 3,34 MPa na camada inferior (Figuras
11, 12 e.13).
Nota-se que os valores de resistência média verificados,
especialmente nas camadas superior e intermediária (Tabela 6), podem ser
considerados como capazes de limitar o crescimento radicular das plantas,
pois resistências entre 1,5 e 3,0 MPa, segundo Grant e Lafond (1993), e de
2,0 a 4,0 MPa, conforme Arshad et al. (1996) são restritivas ao
desenvolvimento radicular. Tormena e Roloff (1996) relataram que alguns
autores consideram a RSP de 1,00 MPa como sendo o nível crítico para
desenvolvimento radicular, embora não sendo ainda impeditiva.
De um modo geral, os valores médios de RSP observados neste
experimento na camada intermediária, se assemelham aos encontrados por
Foloni (1999), que, trabalhando com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico e
utilizando um penetrômetro de bolso, registrou RSP médias de 0,84, 2,14 e
6,39 MPa, correspondendo às densidades de 1,13, 1,34 e 1,56 Mg.m-3.
61
A análise dos perfis de resistência à penetração, retratados nas
Figuras 11, 12 e 13, juntamente com os valores médios de resistência do
solo à penetração (Tabela 6) e associada à observação dos valores do teor
de água, que constam da Tabela 7, permite interessantes constatações. De
um modo geral, verificou-se, por essa análise, que a resistência à
penetração variou em função da espécie, da densidade, da camada e do
conteúdo de água do solo. Em valores médios, as maiores resistências
foram verificadas nas camadas intermediárias e superiores (Tabela 7), nas
quais também foram observados os menores valores médios do teor de
água (Tabela 6).
Dentro de uma certa densidade, comparando as diferentes culturas,
observou-se correspondência estreita e oposta entre a variação de RSP e
conteúdo de água do solo (Tabelas 6 e 7). Verifica-se que, quando ocorre
variação significativa na primeira variável, ocorre o mesmo, em sentido
contrário, com a segunda. Isso acontece, por exemplo, na densidade de 1,0
Mg.m-3, onde as RSP nos vasos cultivados com soja e brachiaria são
superiores às RSP verificadas naqueles cultivados com algodoeiro e, em
contrapartida, o teor de água encontrado nos vasos cultivados com
algodoeiro foi superior ao teor de água dos vasos cultivados com soja ou
brachiaria, justificando a variação em RSP.
4.2 Resistência à Penetração e Crescimento das Plantas Mackyes (1985), Rípoli (1985) e Mantovani (1987) relataram que a
resistência à penetração (RSP) é uma variável dependente de diversos outros
fatores e ou atributos dos solos, sendo a sua principal causa de variação o
conteúdo de água dos solos. Isso atribui à RSP uma característica de
efemeridade; no entanto, diversos pesquisadores têm relatado elevada relação
entre crescimento de planta e esta variável (TAYLOR e GARDNER, 1963;
LOWRY et al., 1970 e COELHO et al, 2000). Neste experimento, esse fato
também pode ser verificado para as plantas de algodoeiro, B. brizantha e soja,
para as quais se realizou o ensaio de resistência à penetração.
62
Na Figura 14, encontram-se as médias de massa seca total da parte aérea
(MSAT) e de raízes (MSRT), calculadas em relação à produção alcançada na
densidade 1,0 Mg.m-3, para a cultura do algodoeiro, e valores médios do teor de
água e de resistência do solo à penetração, verificados no final do experimento, na
camada intermediária das unidades experimentais.
4,96
2,96
1,851,08
30,1124,16
100 96,4
97,6891,84
31,3532,38
30,05
74,18 71,01
100
0
1
2
3
4
5
6
7
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
Densidade (Mg.m-3)
RSP
(MPa
)
0
20
40
60
80
100
120
Teo
r de
água
, MSA
T, M
SRT
(%)
RSP Teor de água MSAT MSRT
Figura 14. Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT) de
algodoeiro cultivado em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada.
A massa de material seco do algodoeiro, tanto da parte aérea quanto
de raízes, reduziu-se à medida que se aumentava a densidade do solo na
camada intermediária, seguindo uma tendência semelhante a um modelo
polinomial de segundo grau. A redução para ambas variáveis de crescimento
foi pequena entre 1,0 e 1,2 Mg.m-3, aumentando a partir dessa densidade
especialmente para a parte aérea, que chegou a atingir, na densidade de 1,5
Mg.m-3, uma redução de 70%, enquanto a massa seca de raízes sofreu
redução de, aproximadamente, 30% (Figura 14). Observa-se também, na
63
Figura 14, que os valores de resistência do solo à penetração na camada
intermediária aumentaram segundo uma tendência que se assemelha ao
modelo quadrático, à medida que se elevaram os níveis de densidade. Nota-
se ainda que a umidade seguiu tendência inversa à variação da densidade e
da resistência e direta em relação às respostas das plantas. Ehler (1983) e
Coelho et al. (2000) relatam comportamento linear da RSP em função da
densidade. Nesse experimento, os modelos lineares também foram
significativos, porém os quadráticos se ajustaram melhor aos dados. O
modelo ajustado para RSP em função da densidade, para os vasos em que
se cultivou algodoeiro foi: RSP = 16,84(Densidade)2 – 34,92(Densidade) +
19,23 em que, RSP é a média de resistência à penetração estimada em
MPa, e a densidade do solo é dada em Mg.m-3. O coeficiente de
determinação foi de 96,76% e os parâmetros da equação foram altamente
significativos pelo teste de F em nível de 5% de probabilidade. A análise de
regressão, usando a resistência à penetração e a umidade como variáveis
independentes, mostrou efeito significativo da resistência sobre as
produções de massa seca relativa aérea total (MSAT) e massa seca relativa
de raiz total (MSRT).
Os resultados obtidos para algodoeiro concordam parcialmente com os de
Coelho et al. (2000), que verificaram crescimento de raízes em RSP superiores a
3,00 MPa, contrariando Taylor e Gardener (1963), que afirmaram praticamente
não haver crescimento de raízes de algodoeiro em 2,00 MPa e Lowry et al.
(1970), que relataram o mesmo para RSP superior a 3,00 MPa. Obviamente,
ressalvam-se as possíveis diferenças acarretadas por particularidades, tais como
variedades, classes de solo e metodologias entre outras.
Para os vasos cultivados com B. brizantha, verifica-se, em linhas gerais, as
mesmas ocorrências observadas para o algodoeiro e por meio de análise
comparativa entre as Figuras 14 e 15, observa-se, na verdade, ligeiro
incremento na produção de massa seca em B. brizantha, especialmente
radicular, até a densidade de 1,4 Mg.m-3, quando ocorreu RSP de 4,98 MPa
sensivelmente superior à RSP observada nos vasos com algodoeiro, que foi
em média de 2,96 MPa. A maior tolerância e, até mesmo, a ocorrência de
64
respostas positivas ao aumento da compactação em plantas do gênero
Brachiaria foram observadas também por Mello (2000) e por Silveira et al.
(2003), que estudaram o efeito da compactação subsuperficial e superficial,
respectivamente, sobre crescimento de plantas de B. brizantha e B.
decumbens.
6,49
4,97
2,682,06
28,38 30,07 27,98 24,66
100 101,96
111,08101,01
96,5977,33
68,56
100
0
1
2
3
4
5
6
7
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5Densidade (Mg.m-3)
RSP
(MPa
)
0
20
40
60
80
100
120
Teo
r de
águ
a, M
SAT,
MSR
T (%
)
RSP Teor de água MSAT MSRT
Figura 15. Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT), de B.
brizantha cultivada em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico,
reconstituído em vaso com camada subsuperficial compactada.
Por meio de regressão foram ajustados os seguintes modelos, para
estimativa de RSP em função da densidade: a) RSP = 8,897(densidade) – 7,293
e b) RSP = 18,39(densidade)2 - 37,03(densidade) +20,68. Os coeficientes de
determinação foram 92,67 e 99,92%, respectivamente.
O efeito da densidade e da resistência sobre a cultura da soja se deu,
praticamente, com a mesma intensidade tanto no desenvolvimento radicular
quanto no da parte aérea (Figura 16).
65
2,42
4,64
5,295,87
24,67 24,21 26,90 27,00
100 101,81
74,78
102,01
51,67
85,37
100
51,21
0
1
2
3
4
5
6
7
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5Densidade (Mg.m-3)
RSP
(MPa
)
0
20
40
60
80
100
120
Teo
r de
águ
a, M
SAT,
MSR
T (%
)
RSP Teor de água MSAT MSRT
Figura 16. Resistência do solo à penetração (RSP), teor de água do solo, massas
secas relativas totais da parte aérea (MSAT) e de raízes (MSRT) de
soja, em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico reconstituído em vaso,
com camada subsuperficial compactada.
Os valores de RSP observados na Figura 16, sensivelmente superiores aos
verificados em algodoeiro e B. brizantha, são associados a valores médios do teor
de água, da mesma forma, menores que os observados para as referidas
espécies. Além de inferior, em termos de valores, a umidade nos vasos cultivados
com soja apresentou comportamento adverso ao verificado para as duas espécies
anteriores. Percebe-se uma tendência de se elevar com o aumento da densidade,
enquanto que o contrário é observado em B. brizantha e algodoeiro.
Provavelmente isso tenha ocorrido, primeiramente, pelo fato de que a coleta dos
dados de soja não se deu com o mesmo intervalo de tempo, após a última
irrigação, como ocorreu com algodoeiro e B. brizantha. Ainda, a soja obteve a
maior produção relativa de massa seca de raiz (PRMSR) na camada intermediária
na densidade de 1,2 Mg.m-3, ao passo que, nas densidades de 1,4 e 1,5 Mg.m-3,
66
se verificou crescimento de raiz bastante reduzido nessa camada, o que pode ter
alterado o comportamento da umidade no perfil do sistema solo reconstituído/vaso
em relação ao verificado para as outras duas culturas. Deve-se considerar ainda
que, sendo menor o teor de água nos vasos com soja, possibilitaram-se variações
na RSP com maior aleatoriedade.
Os modelos linear e quadrático se ajustaram bem para estimativa da
RSP em função da densidade do solo, nos vasos em que se cultivou soja.
Ambos foram significativos em nível de 1% de probabilidade e apresentaram
coeficientes de determinação de 92,67 e 98,51%, respectivamente. As
equações ajustadas pela regressão foram: a) RSP = 6,47(densidade) – 3,71 e,
b) RSP = -12,22(densidade)2 + 36,97(densidade) – 22,28.
Como se pode observar nas Figuras 14, 15 e 16, ocorreu maior
sensibilidade da parte aérea que do sistema radicular em relação à compactação,
especialmente em algodoeiro. Isso, de certa forma, contraria os resultados
apresentados nos trabalhos consultados e tomados como referência para a
realização desta pesquisa. Os autores Rosolen et al. (1994a e 1994b), Alvarenga
et al (1996), Foloni (1999), Muller et al. (2001) e Silva,R. e Rosolem (2001 e 2002),
dentre outros, ou não encontraram respostas em termos de crescimento da parte
aérea, relatando respostas menores que aquelas por eles esperadas ou, ainda,
não fizeram comparação entre crescimento aéreo e radicular. Os resultados
obtidos nesse experimento, muito provavelmente, se deveram à suspensão da
irrigação superficial, que, a partir dos 35 dias após a semeadura, passou a ser
realizada subsuperficialmente. Fornecer água a partir da base permitiu verificar os
impedimentos provocados pela camada intermediária na translocação vertical da
solução do solo, mais especificamente, na ascensão capilar. Conforme Garcia et
al. (1998), a parte aérea é menos afetada pela compactação que o sistema
radicular nas condições em que água não seja fator limitante. Não manter o teor de
água adequado na camada superior pode ter maximizado os esforços das
espécies em vencer as barreiras, na tentativa de buscar condições mais
apropriadas ao desenvolvimento, o que deve ter gerado maior demanda de
fotossintatos pelas raízes em detrimento da parte área. Abreu (1993), citado por
67
Mello (2000), afirma que planta submetida a estresse ou condições de
sazonalidade acumula fotossintatos na base do caule e das raízes.
Como ocorreu no algodoeiro, em B. brizantha também se observou a
correlação inversa entre RSP e crescimento. Porém, ficou evidente a maior
tolerância dessa espécie à compactação do solo, ao se analisar comparativamente
as Figuras 14, 15, e 16.
4.3 Desenvolvimento da Parte Aérea. 4.3.1 Crescimento em altura
Nas Figuras 17, 18, 19 e 20, está representado o crescimento em altura das
espécies, em função da densidade do solo na camada intermediária, por meio dos
valores observados de altura relativa (AR) e das linhas de tendências definidas pelos
modelos geral e próprio da espécie, quando significativo.
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
AR (%
)
Modelo geral Altura observada Modelo específico
Figura 17. Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e
especifico de plantas de algodoeiro cultivadas em Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico, com camada subsuperficial
compactada.
68
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
AR (%
)
Altura observada Modelo específico
Figura 18. Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e
especifico de plantas de B. brizantha cultivadas em Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico, com camada subsuperficial
compactada.
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
AR (%
)
Modelo geral Altura observada Modelo específ ico
Figura 19. Altura relativa (AR) observada, definida pelos modelos geral e pelo
especifico de plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho-
Escuro Distrófico, com camada subsuperficial compactada.
69
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
AR (%
)
Modelo geral Altura observada
Figura 20. Altura relativa (AR) observada e definida pelo modelo geral de plantas
de soja cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, com
camada subsuperficial compactada.
Verifica-se, ao se analisar as Figuras 17, 18, 19 e 20 e a Tabela 8, que o
modelo quadrático ajustou-se satisfatoriamente aos dados observados para as
culturas do algodoeiro, da B. brizantha e do milho. Observa-se, para essas
culturas, uma tendência de incremento em altura até próximo à densidade de
1.2 Mg.m-3 , iniciando, a partir dessa densidade, decréscimo nessa
característica, que é mais acentuado na cultura do algodoeiro. Para a soja, no
entanto, nenhum dos modelos testados explicou, satisfatoriamente, seu
crescimento em altura. O modelo geral subestimou o crescimento em altura da
soja, especialmente nas densidades mais elevadas e superestimou a altura do
algodoeiro nessas densidades. Isso justifica o desdobramento dos efeitos,
ainda que não tenha sido significativa a interação espécie x densidade.
A soja não apresentou diferenças em altura nas densidades testadas.
Resultados semelhantes foram obtidos por Rosolem et al. (1994a) e por
Rahman e Ito (1996), que não encontraram diferenças no crescimento em
altura dessa mesma espécie, ao ser submetida à compactação. O efeito da
70
compactação sobre a soja parece ser o de provocar estiolamento, o que
acaba por mascarar, o efeito da compactação sobre a altura da planta.
Somente na densidade de 1,5 Mg.m-3 ocorreu diferença na altura relativa
(AR) das espécies estudadas. A soja (Figura 20), nessa densidade,
apresentou a maior AR, 94,81 contra 69,92%, verificada para o algodoeiro
(Figura 17), que obteve o menor crescimento relativo nessa densidade. A
Brachiaria brizantha e milho (Figuras 18 e 19), tiveram crescimentos
relativos intermediários. Gris et al. (2003) também observaram reduções na
altura das plantas de milho a campo, em função de camada compactada, em
Latossolo Vermelho-Escuro Distroférrico, na profundidade de 0,10 a 0,20 m.
Como nesse experimento, Lowry et al. (1970) e Coelho et al. (2000)
relataram reduções na altura de plantas de algodoeiro em função do
aumento na densidade do solo.
Cabe ressalvar que, as fotografias de fundo usadas nas Figuras 17,
18, 19 e 20 têm finalidade mais estética e ilustrativa e que alguma
discrepância com os dados observados e/ou, modelos deveu-se, muito
provavelmente, ao fato de tais fotos não terem sido tiradas no mesmo dia em
que se realizaram as medições de altura.
Modelos foram ajustados por meio da análise de regressão e se encontram
na Tabela 8, juntamente com os respectivos níveis de significâncias, os
coeficientes de determinação e os pontos de máximo crescimento.
TABELA 8. Modelos ajustados para altura de plantas, em relação à densidade
de 1,0 Mg.m-3, cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro
Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific.
Espécie Equação1
b1 b2 R2 (%) P. máxima
(Mg.m-3) Algodoeiro Ŷ= -290,13x2 + 668,93x – 279,31 0,00 0,00 98,33 1,15 B.brizantha Ŷ= -153,75x2 + 352,04x – 98,21 0,06 0,08 98,21 1,14
Milho Ŷ= -136,88x2 + 307,78x – 91,74 0,13 0,09 91,73 1,12 Soja --- ns ns --- ---
Mod. geral Ŷ= -173,67x2 + 401,17x – 127,5 0,00 0,00 100,00 1,15 1 Ŷ: altura relativa (%) estimada pelo modelo de cada espécie, x: densidade do solo em
Mg.m-3, b1: coeficiente de x e, b2: coeficiente de x2.
71
4.3.2 Área foliar Por estar intrinsecamente ligada ao processo produtivo das plantas e, no
caso da B. brizantha, constituírem-se as folhas o produto final a ser utilizado, achou-
se interessante avaliar o efeito da compactação sobre esta variável (Figura 21).
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110
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
AFR
(%)
Figura 21. Área foliar relativa (AFR) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■),
soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico
com camada subsuperficial compactada.
Comparando as respostas das espécies em valores relativos de área
foliar (AFR), percebe-se que não diferiram significativamente na densidade de
1,2 Mg.m-3. Já na densidade de 1,4 Mg. m-3, a B. brizantha apresentou maior
valor de AFR, 99,01%, estaticamente superior aos resultados das demais
espécies, que não diferiram entre si.
Quando submetidas a uma camada subsuperficial com densidade 1,5
Mg.m-3 , B. brizantha com 76,27 e milho com 70,97% de AFR, apresentaram
desempenhos superiores aos de soja e algodoeiro, que obtiveram 48,35 e 39,38%
de AFR, respectivamente (Figura 21). Verifica-se, por meio destes dados, a
superioridade das duas gramíneas em termos de tolerância a solos compactados,
72
em relação ao desenvolvimento da área foliar. Este fato possivelmente tenha-se
dado em razão das diferenças entre os tipos de sistemas radiculares das quatro
espécies. As gramíneas, possuindo sistemas radiculares fasciculados, constituídos
de raízes finas e fibrosas, seriam menos afetadas pela compactação. Soja e
algodoeiro, que possuem sistemas radiculares pivotantes, com maior diâmetro
radicular, teriam dificuldades de se desenvolver no interior dos microporos, que
são predominantes na camada compactada, o que está em concordância com o
relatado por Rosemberg (1964), citado por Borges et.al. (2000), ao estudar o efeito
da compactação em milho, algodão, dentre outras plantas.
A B. brizantha, o algodoeiro e soja apresentaram comportamento
quadrático de AFR (Figura 21 e a Tabela 9), enquanto o milho apresentou
resposta linear e inversa de AFR em função da densidade do solo. Em ambos os
casos, a área foliar decresceu com o aumento da compactação do solo, as
espécies que apresentaram comportamento quadrático tendem incrementar na
área foliar com o aumento inicial da compactação, atingindo máximo crescimento
em área foliar, no intervalo de 1,0 a 1,2 Mg.m-3 de densidade.
Os modelos ajustados para estimativa da AFR das culturas, com
respectivos níveis de significância dos parâmetros da equação, coeficientes de
determinação e pontos de máximas (Densidade ótima), estão registrados na
Tabela 9.
TABELA 9. Modelos ajustados para área foliar (AFR), em relação à densidade
de 1,0 Mg.m-3, de plantas cultivadas em vasos com Latossolo
Vermelho-Escuro Distrófico, com camada subsuperficial
compactada.
Signific.
Espécie Equação1 b1 b2 R2 (%) P. máxima
(Mg.m-3) Algodoeiro Ŷ= -354,93x2 + 778,76x – 325,57 0,00 0,00 93,91 1,10 B.brizantha Ŷ= -283,98x2 + 669,52x –286,5 0,00 0,00 91,70 1,18
Milho Ŷ= -64,92x + 168,29 0,00 89,97 Soja Ŷ= -321,75x2 + 701,17x – 279,43 0,00 0,00 100,00 1,09
1 Ŷ = área foliar relativa estimada pelo modelo de cada espécie, x = densidade do solo em
Mg.m-3, b1 = coeficiente de x e b2 = coeficiente de x2.
73
4.3.3 Produção de massa seca de frutificação Para as culturas de milho, algodão e soja, determinou-se a massa
seca de estruturas reprodutivas em vários estágios (botões florais, flores e
frutos), ao que se denominou de massa seca relativa de frutificação (MSF).
A Brachiaria brizantha foi colhida antes do florescimento, não sendo,
portanto, avaliada em relação a essa variável.
Pela análise da Figura 22, verifica-se que o modelo quadrático
ajustou-se bem aos dados observados de produção relativa de massa seca
de frutificação. Isso se assemelha ao que relatou Rosemberg (1964), citado
por Borges et al. (2000), que, ao estudar efeito da compactação sobre a
produção de milho e algodoeiro, dentre outras plantas, também verificou o
comportamento quadrático para a produção de milho e algodoeiro com
máximos de produção, no que denominara de “uma leve compactação”.
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
Densidade (Mg.m-3)
MSF
(%)
Figura 22. Modelo geral ajustado ( ) e produção relativa de massa seca de
frutificações (MSF) de plantas de algodoeiro (▲), soja (●) e milho (□),
cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada
subsuperficial compactada.
74
Na densidade de 1,4 Mg m-3, a soja apresentou melhor desempenho
na produção relativa de MSF, superior à produção verificada para o
algodoeiro, não diferindo, porém, da produção de MSF do milho. A produção
observada para soja, na densidade de 1,5 Mg. m-3, foi significativamente
superior às produções de milho e algodoeiro. O milho teve em todas as
densidades produção intermediária, enquanto que o algodoeiro sempre
apresentou as menores produções relativas de MSF. Gris et al. (2003)
também observaram reduções significativas na produção de milho em solos
compactados.
Ajustaram-se modelos geral e específico para cada espécie para se
estimar a MSF de cada cultura (Tabela 10). Apesar de a interação espécie
densidade não ter sido significativa, verifica-se que o modelo geral
superestima a MSF do algodoeiro e subestima a produção relativa de MSF
da soja, especialmente nas maiores densidades (Figura 22).
TABELA 10. Modelos ajustados para produção de massa seca de frutificação (MSF), em relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, de plantas cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific. Espécie Equação1
b1 b2 R2 (%)
P. máxima (Mg.m-3)
Algodoeiro Ŷ= -499,93x2 + 1091,66x – 492,48 0,04 0,02 99,41 1,15 B.brizantha --- --- --- --- ----
Milho Ŷ= -595,44x2 + 1369,13x – 675,46 0,00 0,00 95,58 1,12 Soja Ŷ= -620,93x2 + 1497,36x – 775,13 0,00 0,00 95,06 1,21
Mod. geral Ŷ= -572,1x2 + 1319,38x – 647,69 0,00 0,00 99,72 1,15 1 Ŷ = massa seca de frutificação relativa, estimada pelo modelo; x = densidade do solo em
Mg.m-3; b1 = coeficiente de x e, b2 = coeficiente de x2.
4.3.4 Massa seca total da parte aérea A análise de variância geral, dos dados de Produção Relativa de
Massa Seca Aérea Total (PRMSAT) revelou, por meio do teste F, efeito
altamente significativo (1% de probabilidade) para espécie e densidade, bem
como para a interação entre estas fontes de variação.
75
As PRMSAT das quatro espécies (Figura 23) não diferiram
significativamente na densidade de 1,2 Mg.m-3. A Brachiaria brizantha foi a
espécie que apresentou maior PRMSAT na densidade de 1,4 Mg.m-3,
significativamente superior às produções observadas para soja e algodoeiro, que
tiveram as maiores reduções de PRMSAT. Para o caso do algodoeiro, esta
redução foi da ordem de 25,82% em relação à produção de massa seca na
densidade de referência Na densidade de 1,5 Mg.m-3, a redução de 22,67% na
PRMSAT de B. brizantha foi a menor redução observada. Portanto, esta espécie
se revelou, dentro da faixa de compactação estudada, como a menos sensível
às limitações impostas pela elevação do grau de compactação sobre a PRMSAT.
A PRMST da B. brizantha nessa densidade (1,5 Mg.m-3) foi estaticamente
superior à produção verificada para milho e soja, que, por sua vez, diferiram
significativamente da PRMSAT das plantas de algodoeiro. A Figura 23 ilustra o
que se comentou, apresentando as PRMSAT(s) observadas e respectivas linhas
de tendência.
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
PRM
SAT
(%)
Figura 23. Produção relativa de massa seca aérea total (PRMSAT) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
76
De um modo geral, os resultados de PRMSAT obtidos neste
experimento (Figura 23) estão em desacordo com os resultados obtidos por
Rosolem et al. (1994a), que não detectaram reduções significativas na
produção de matéria seca de soja na densidade de 1,72 Mg.m-3, como
também os resultados registrados por Muller et al. (2001) e Foloni (1999),
que também não encontraram efeito significativo da densidade sobre a
produção de massa seca da parte aérea das plantas estudadas. Gemtos e
Lellis (1997) relataram que as reduções provocadas no crescimento da parte
aérea de algodoeiro pela compactação foram sensivelmente menores que as
verificadas no crescimento de raízes, o que, de certa forma, também
contradiz os resultados deste experimento. Coelho et al. (2000) observaram
reduções de 78 e 75% na biomassa da parte aérea de algodoeiro, cultivado
a campo em dois anos sucessivos, em condições de camada compactada
de 1,6 a 1,7 Mg.m-3, na profundidade de 0,20 e 0,40 m. Esses resultados já
se assemelham com os deste experimento, em que se verificou reduções de
70%, aproximadamente, na PRMSAT de plantas de algodoeiro, submetidas
à compactação de 1,5 Mg.m-3. Mello (2000) apenas verificou uma tendência
de redução da produção de massa seca da parte aérea de B. brizantha,
crescida em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, com compactação
representada por uma resistência do solo à penetração da ordem de 3,5
MPa, aproximadamente. Entretanto, a diferença entre os resultados dos dois
experimentos pode ser explicada pela grande tolerância da B. brizantha à
compactação, aliada à variabilidade espacial da compactação bem mais
elevada a campo que nas condições de vaso. Gross et al. (2003) também
observaram reduções de 32% no número de perfilho e uma tendência de
redução significativa na produção de biomassa da parte aérea de B. brizantha
em condições de vaso semelhantes à deste experimento.
A análise de variância do desdobramento do efeito densidade em cada
espécie mostrou, pelo teste F, efeito altamente significativo sobre as quatro
espécies estudadas.
Modelos quadráticos (Figura 23 e Tabela 11) explicaram
satisfatoriamente o efeito da compactação sobre a PRMSAT das quatro
77
espécies, concordando com Borges et al. (1998 e 2000), que encontraram
modelos quadráticos para explicar a produção de massa seca da parte
aérea das variedades de soja cristalina, IAC-8 e Bossier em função da
compactação. Esses pesquisadores encontraram máxima PRMSAT de soja
inoculada na densidade de 1,34 Mg.m-3, enquanto neste experimento, a
máxima PRMSAT em soja, estimada pelo modelo, seria obtida na densidade
de 1,11 Mg.m-3.
Na Tabela 11 estão registrados modelos ajustados com respectivos
níveis de significância, coeficientes de determinações e os pontos de
máximas para cada espécie estudada.
TABELA 11. Modelos ajustados, para produção de massa seca total parte aérea, em relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, (PRMSAT) de plantas cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific. Espécie Equação1
b1 b2 R2 (%)
P. máxima (Mg.m-3)
Algodoeiro Ŷ= -481,32x2 + 1074,92x – 495,16 0,00 0,00 96,49 1,12 B.brizantha Ŷ= -223,58**x2 + 519,74**x – 196,99 0,04 0,03 91,98 1,16
Milho Ŷ= -355,79x2 + 800,28x – 344,44 0,00 0,00 99,99 1,12 Soja Ŷ= -348,84x2 + 774,9x – 325,99 0,00 0,00 99,99 1,11
1 Ŷ: produção relativa de massa seca total da parte aérea (PRMST) estimada pelo modelo;
x: densidade do solo em Mg.m-3; b1: coeficiente de x e, b2: o coeficiente de x2.
Moraes et al. (1998) também não encontraram efeito significativo da
compactação em Latossolo Roxo sobre a produção de massa seca de plantas
de feijoeiro; porém, esses autores trabalharam com densidades relativamente
baixas, ou melhor, próximas da densidade ótima observada neste experimento,
quando se verificaram pequenos incrementos ou estabilização da produção de
massa seca da parte aérea para todas as culturas.
As diferenças de PRMSAT observadas entre espécies neste
experimento estão de acordo com os resultados registrados por Büll et al.
(1993), que verificaram diferenças entre a produção de massa seca de
gramínea e leguminosa. Silva,R. e Rosolem (2001) também observaram que
78
milheto e sorgo tiveram menores reduções na produção de massa seca da
parte aérea que soja e outras leguminosas, quando cultivadas em Latossolo
Vermelho, com camada compactada de 1,12, 1,36 e 1,60 Mg.m-3. Gris et al.
(2003) registraram reduções em massa seca total da parte aérea em milho
cultivado em Latossolo Vermelho Distroférrico típico compactado.
O desempenho de B. brizantha neste experimento foi corroborado
pelos resultados obtidos por Mello (2000), que observou, para essa espécie,
tendência de maior produção de massa seca da parte aérea, quando cultivada
em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico, preparado com grade aradora, em
que se observaram os maiores valores de resistência do solo à penetração.
Pode-se dizer que os efeitos significativos da densidade sobre a
produção de massa seca da parte aérea, verificados neste experimento,
atenderam às expectativas de diversos pesquisadores que, segundo Foloni
(1999), esperavam reduções maiores e mais significativas na produção de
massa seca da parte aérea em função do aumento da compactação. As
reduções na produção de massa seca da parte aérea, observadas neste
experimento, já na densidade de 1,4 Mg.m-3, muito provavelmente se deveu
à manutenção das plantas por maior período e, especialmente, à suspensão
da irrigação superficial, passando-se a fornecer água às plantas por meio de
sub-irrigação a partir do 35º dia da semeadura. Este fato permitiu verificar,
nitidamente, os efeitos da densidade da camada subsuperficial sobre o
desenvolvimento das plantas, principalmente em função das alterações
impostas na dinâmica e disponibilidade de água. O suprimento de água, ar e
nutrientes, em condições favoráveis acima da camada compactada, pode
mascarar ou diminuir os efeitos da compactação sobre crescimento da parte
aérea das plantas. Isto é o que sugerem Nelson et. al. (1975) e Johnson et
al. (1990), ao relatarem respostas diferenciadas de soja cultivada sobre
solos compactados conforme as condições climáticas. Mello (2000) alegou
que o suprimento adequado de água (chuva), no período do experimento,
favoreceu as espécies, garantindo o crescimento aéreo. Este mesmo
pesquisador não encontrou correlações entre produção de massa seca da
parte aérea e resistência do solo à penetração. Também não encontrou
79
entre massa seca da parte aérea e massa seca de raízes e atribuiu a falta
de correlação ao fato de que a produção de biomassa da parte aérea possa
ser regulada por outros fatores ou mecanismos de defesa contra possíveis
estresses causados pela compactação do solo. Foloni (1999) alegou que a
falta de respostas das espécies em produção de massa seca da parte aérea
se deva à manutenção das condições adequadas de nutrientes e água nos
experimentos em vaso. Isso foi o que se procurou corrigir com o
fornecimento subsuperficial de água, a partir de certo estádio de
desenvolvimento das plantas.
4.4 Desenvolvimento Radicular 4.4.1 Produção de massa seca radicular total
O teste F não detectou diferenças entre as espécies, em produção
relativa de massa seca de raiz total (PRMSRT), porém, o efeito da
densidade foi altamente significativo. Apesar de não ter havido interação
significativa entre os fatores espécie e densidade, o desdobramento
demonstrou que o modelo de regressão geral superestimava a PRMSRT da
soja, em, aproximadamente, 20% na densidade de 1,5 Mg.m-3. O modelo
geral foi quadrático e o ajustado para o milho foi linear, o que justificou o
desdobramento dos efeitos.
A média geral de PRMSRT foi maior para B. brizantha, enquanto que
a soja apresentou a menor média. O algodão e o milho apresentaram
PRMSRT intermediárias (Figura 24). Foloni et al. (2003) concluíram que a
produção total de raízes de milho, cultivado em condições semelhantes à
deste experimento, não foi reduzida pela ação da compactação, enquanto
que neste experimento, a PRMSRT do milho foi reduzida em,
aproximadamente, 21,50% na maior densidade. Rosolem et al (1999)
afirmaram que resistência de 1,3 MPa reduziram a produção de raízes
seminais adventícias em milho em cerca de 50%.
Ao se observar e analisar o gráfico da Figura 24, constata-se uma
tendência inicial de crescimento da PRMSRT até próximo à densidade de
1,2 Mg.m-3 e que ocorre uma redução acentuada na PRMST, especialmente
80
da soja, após este valor de densidade. O milho apresentou comportamento
linear, com reduções na PRMSRT a partir da densidade de 1,0 Mg.m-3. Gris
et al. (2003) observaram reduções na produção de massa seca de raízes de
milho em cultivos a campo sobre solo compactado.
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
Densidade (Mg.m-3)
PRM
SRT
(%)
Figura 24. Produção relativa de massa seca total de raízes (PRMSRT) de
plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
A B. brizantha se mostrou mais tolerante à compactação que as
demais espécies, auferindo o maior incremento em PRMSRT em 1,2 Mg.m-3
e apresentando PRMSRT ligeiramente superior à produção alcançada na
densidade de referência, ainda na densidade de 1,4 Mg.m-3. Porém, na
densidade de 1,5, sofre acentuada redução da PRMSRT, algo,
aproximadamente, igual a 32%. O algodoeiro apresentou comportamentos
intermediários, sendo verificada a segunda menor redução em PRMSRT na
densidade de 1,4 e a menor redução, apesar de não diferir
significativamente das demais espécies na densidade de 1,5 Mg.m-3.
81
Na Tabela 12 estão expostos modelos ajustados para estimativa da
Produção Relativa de Massa Seca Radicular Total (PRMSRT) para as
culturas estudadas, em função da densidade.
TABELA 12. Modelos ajustados para produção de massa seca total raiz, em relação à densidade de 1,0 Mg.m-3, (PRMSRT) de plantas cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific Espécie Equação1
b0 b1 R2
(%) P.
máximaAlgodão Ŷ = -202,49x2 + 455,57x – 154,08 0,09 0,06 91,54 1,12
B. brizantha Ŷ = -450,40x2 + 1071,75x – 522,52 0,00 0,00 94,01 1,19 Milho Ŷ = -60,56x + 164,09 0,00 -- 88,56 Soja Ŷ = -413,13x2 + 943,59x – 431,59 0,00 0,00 96,55 1,14
1 Ŷ: produção relativa de massa seca de raiz total estimada pelo modelo, x: a densidade do
solo em Mg.m-3, b1: coeficiente de x e b2: coeficiente de x2.
É importante salientar que, enquanto se aumentou 0,2 Mg.m-3 na
densidade (de 1,2 para 1,4 Mg.m-3), acarretando reduções de PRMSRT de,
aproximadamente, 6% em algodoeiro, 10% em B. brizantha e de 16% em
soja, o incremento de apenas 0,1 Mg.m-3 (de 1,4 para 1,5 Mg.m-3) já
provocou reduções de 21% em algodoeiro, 32% em B. brizantha e 34% na
PRMST de soja, confirmando a tendência de comportamento quadrático
para a PRMSRT das culturas, em função da compactação do solo (Figura 24
e Tabela 12).
Os resultados obtidos para a soja, neste experimento, estão em
concordância com os obtidos para essa espécie por Silva,R. e Rosolen
(2001) e os de milho se assemelham aos resultados verificados por Rosolem
et al. (1999) em plântulas de milho e aos de Gris et al. (2003) em
experimento de milho cultivado a campo, em Latossolo Vermelho
compactado.
Mello (2000) também verificou melhor crescimento radicular de B.
brizantha em Latossolo Vermelho-Escuro, preparado com grade aradora,
mais compactado, que naqueles preparados com arado de disco ou com
82
subsoladores, o que, de certa forma, corrobora com os resultados obtidos
neste experimento para a mesma espécie.
4.4.2 Produção de massa seca de raiz em cada camada As espécies reagiram de forma diferenciada em relação à produção e
distribuição das raízes nas camadas, em função da densidade do solo na
camada intermediária. Porém, de modo geral, verificou-se que densidades
próximas a 1,2 Mg.m-3 promoveram incrementos na Produção Relativa de
Massa Seca de Raízes (PRMSR) em todas as camadas e,
proporcionalmente, embora não seja estatisticamente diferente, o aumento
na PRMSR das espécies nas camadas inferiores foi maior que o observado
nas camadas superiores (Figura 25). Esse fato sugere um sistema radicular
com maior massa e melhor distribuído verticalmente, explorando de forma
mais eficiente as camadas mais profundas do sistema solo/vaso.
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
DENSIDADE (Mg.m-3)
MSR
(%)
Figura 25. Produção relativa de massa seca de raízes (PRMSR) média, nas camadas superior (■), intermediária (▲) e inferior (●), de quatro espécies cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
83
Nas densidades superiores a 1,2 Mg.m-3, fica nítida a inversão do
processo, que, além de produzir reduções sensíveis na PRMSR nas três
camadas, ainda promove concentração das raízes nas camadas superiores.
Isso se constatou ao se verificar na densidade de 1,2 Mg.m-3 um aumento de
PRMSR da camada inferior, cerca de 2,5% maior que o aumento observado
na camada superior, enquanto que, na densidade de 1,4 Mg.m-3, ocorreu
redução de 16,5% na PRMSR da camada inferior contra apenas 6,22% da
camada superior e de 59,76% contra 23,4%, agora na densidade de 1,5
Mg.m-3 (Figura 25). Esta concentração de massa radicular nas camadas
superiores foi relatada por vários autores, tanto em experimentos a campo
(LIJIMA e KONO,1991), quanto em condições de vaso (SILVA, G. et al. 1992;
ROSOLEM et al.,1994a e 1994b; SILVA, R. e ROSOLEM, 2001). A influência
da compactação do solo na distribuição de raízes, concentrando-as na porção
superior à camada compactada, também foi verificada por Foloni et al. (2003).
Na Figura 25, registra-se o perfil médio da distribuição das raízes das
quatro espécies no sistema solo/vaso, ilustrando os resultados e os
comentários relatados nos parágrafos anteriores.
Cabe ressaltar que, especialmente nos experimentos em vaso, pode
ocorrer até mesmo aumento na produção de massa seca de raízes na
camada superior, quando a camada subsuperficial compactada possui
densidades mais elevadas, em virtude da irrigação de superfície favorecer a
disponibilidade de água e nutrientes na camada superior, conforme Foloni
(1999), fato que recomenda cautela na formulação de conclusões.
A PRMSR das plantas na camada superior somente revelou diferenças
entre as espécies na densidade de 1,5 Mg.m-3, quando o milho apresentou a
maior PRMSR, seguido pela soja e algodão, enquanto que a B. brizantha,
nessa densidade, apresentou a maior redução de PRMSR na camada superior.
Semelhante ao ocorrido neste experimento para B.brizantha, foi verificado
também para o milheto e sorgo por Silva,R. e Rosolem (2001).
A PRMSR na camada superior em função da densidade, para cada
espécie, apresentou tendências que se ajustam ao modelo quadrático, para
algodoeiro e B. brizantha, linear decrescente para a soja enquanto que para o
84
milho, nenhum dos modelos testados se ajustou de forma satisfatória (Figura 26
e Tabela 13).
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Densidade (Mg.m-3)
PRM
SRS
(%)
Figura 26. Produção relativa de massa seca de raízes na camada superior (PRMSRS) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Na PRMSR verificada na camada intermediária (compactada), o teste
F apontou efeito significativo em nível de 5% de probabilidade de espécie e
densidade, bem como da interação entre elas. Isso, de certa forma,
contradiz resultados de Silva,R. e Rosolem (2001), que afirmaram não ter
encontrado o efeito esperado do aumento da densidade do solo, sobre o
crescimento de raízes na camada compactada em condições semelhantes.
A diferença entre as espécies, em relação a PRMSR na camada
intermediária, foi altamente significativa a partir da densidade de 1,4 Mg.m-3.
(Figura 27).
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Densidade (Mg.m-3)
PRM
SRC
(%)
Figura 27. Produção relativa de massa seca de raízes na camada compactada (PRMSRC) de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
O milho apresentou, na camada compactada, os maiores valores de
PRMSR em todas as densidades (Figura 27), semelhantes aos resultados obtidos
para milheto e sorgo por Silva,R. e Rosolem (2001), enquanto que a soja foi a
cultura com menor crescimento radicular nessa camada, sofrendo reduções de
26,55% na PRMSR na densidade de 1,4 Mg.m-3 e de 76,25% na de 1,5 Mg.m-3. O
algodoeiro e a B. brizantha tiveram valores de PRMSR intermediários, porém os
valores obtidos para o primeiro foram ligeiramente superiores aos de B. brizantha.
Os resultados obtidos para a soja em PRMSR são concordantes com os
aqueles obtidos por Foloni (1999) para esta mesma cultura e concorda parcialmente
com os resultados relatados por Silva,R. e Rosolem (2002), que obtiveram reduções
menores para esta cultura na densidade de 1,6 Mg.m-3, 18% de redução, contra os
76,55% verificados neste experimento, na densidade de 1,5 Mg.m-3.
O comportamento da PRMSR verificado para as quatro espécies
estudadas, Figura 27, gerou controvérsias na hipótese levantada por
Shierlaw e Alston (1984), em que raízes finas poderiam crescer em solos
86
compactados com mais facilidade que as grossas, pois, enquanto os
resultados do milho parecem confirmar esta hipótese, os resultados de B.
brizantha e algodoeiro aparentemente lhe são contrários.
A resposta do algodoeiro, em PRMSR na camada compactada, foi
linear e decrescente, enquanto que as respostas das demais espécies se
ajustaram ao modelo quadrático (Figura 27).
Na camada inferior, os dados referentes à PRMSR demonstram, pelo
teste de F, efeitos altamente significativos de espécie e densidade, bem
como da interação entre estas fontes de variação.
Embora não sejam significativamente diferentes em relação às
demais espécies, a soja e a B. brizantha apresentaram, na densidade de 1,2
Mg.m-3, os maiores incrementos na PRMSR, em relação à densidade de
referência, reforçando a idéia de melhor distribuição vertical do sistema
radicular das espécies na densidade de 1,2 Mg.m-3 (Figura 28).
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0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
Densidade (Mg.m-3)
PRM
SRI (
%)
Figura 28. Produção relativa de massa seca de raízes na camada inferior (PRMSRI), de plantas de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
87
Nas densidades mais elevadas (1,4 e 1,5 Mg.m-3), a B. brizantha
permaneceu como sendo a espécie com maior crescimento radicular na
camada inferior, ao lado, agora, do algodoeiro, enquanto que a soja e o
milho foram as espécies onde se verificou o menor crescimento radicular
nessa camada para as referidas densidades. Estes resultados foram
concordantes com os obtidos por Folloni (1999) e com os resultados de
Silva,R. e Rosolem (2001), embora os pesquisadores citados tenham
encontrado valores de massa seca de raízes bem superiores aos
encontrados neste experimento, especialmente nas maiores densidades de
solos.
Ocorreram na camada inferior reduções na PRMSR em soja, de cerca
de 25,44% e 96,86%, e para milho, de 42,34% e 87,22% nas densidades de
1,4 e de 1,5 Mg.m-3, respectivamente (Figura 28).
O comportamento de B. brizantha (Figura 28), apresentando a maior
PRMSR na camada inferior em toda as densidades, mesmo tendo sido a
espécie que apresentou as maiores reduções de PRMSR, na camada
compactada nas densidades de 1,4 e de 1,5 Mg.m-3, possivelmente se
explique, pela elevada capacidade da espécie de recuperar massa radicular
após transpassar a camada compactada, conforme afirmou Foloni (1999), e
contrariando Rosolem et al. (1994b), bem como Masle e Farquhar (1988),
que atribuíram o menor crescimento radicular, por eles encontrado abaixo da
camada compactada, ao estresse sofrido pelas raízes, no esforço
implementado para atravessar a camada de maior densidade.
Possivelmente, o milho, ao contrário da B. Brizantha, tenha
apresentado a segunda menor produção de massa radicular na camada
inferior, após ter obtido a maior PRMSR na camada compactada, em
decorrência desse estresse relatado por Masle e Farquhar (1988) e Rosolem
et al. (1994b), ou, ainda, em função de que as poucas raízes que
conseguiram atravessar a camada intermediária não tenham encontrado
condições adequadas de água e oxigênio para um desenvolvimento efetivo,
devido a subirrigação, possivelmente, ter elevado a razão H2O/O2 na
camada subjacente à compactada.
88
Da mesma forma que o ocorrido na camada compactada, o
crescimento radicular do algodoeiro na camada inferior foi linear e
decrescente, enquanto que as demais espécies tiveram suas PRMSR nessa
camada explicadas pelo modelo quadrático.
As Figuras 26, 27 e 28 ilustraram as produções relativas de massas
secas radiculares (PRMSR(s)) e respectivas linhas de tendências e estão
expostos na Tabela 13 os modelos ajustados, bem como a significância, os
coeficientes de determinação e os pontos de máximas.
TABELA 13. Modelos ajustados para produção relativa de massa seca de raiz em cada camada, de plantas cultivadas em vasos contendo Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific Espécie Camada Modelo1
b1 b2 R2 P.
Máx. Superior Ŷ = -294,16x2 + 679,18x - 296,05 0,03 0,02 93,50 1,15
Algodão Compactada Ŷ = -34,66x + 135,66 0,03 -- 89,78 -- Inferior Ŷ = -54,79x + 157,91 0,01 -- 71,48 -- Superior Ŷ = -538,65x2 + 1287,33x - 5650,25 0,00 0,00 92,05 1,20
B. brizantha Compactada Ŷ = -330,88x2 + 754,29x - 324,38 0,01 0,01 96,17 1,14
Inferior Ŷ = -358,51x2 + 856,51 - 398,56 0,04 0,03 96,95 1,20 Superior -- ns ns -- --
Milho Compactada Ŷ = -316,95x2 + 782,33x - 366,23 0,01 0,01 89,80 1,23 Inferior Ŷ = -543,24x2 + 1189,82x - 547,39 1,00 1,00 99,40 1,10 Superior Ŷ = -38,25x2 + 140,33 0,02 -- 89,57 --
Soja Compactada Ŷ = -596,39x2 + 1349,57x - 654,72 0,00 0,00 97,34 1,13 Inferior Ŷ = -1022,61x2 + 2385,18x - 1265,61 0,00 0,00 94,44 1,16
1 Ŷ: produção relativa de massa seca de raiz estimada pelo modelo, x: densidade do solo
em Mg.m-3, b1: coeficiente de x e b2: coeficiente de x2.
Em relação a PRMSR, pode-se dizer resumidamente que: a) a maior
produção de raízes e a melhor distribuição vertical do sistema radicular das
espécies estudadas ocorreu, aproximadamente, na densidade de 1,2 Mg.m-3;
b) a densidade de 1,4 Mg.m-3 reduziu a PRMSR das espécies na seguinte
ordem: soja>milho>algodão>B. brizantha e, c) praticamente não houve
crescimento radicular de soja e milho na camada inferior, quando a camada
intermediária possuía densidade de 1,5 Mg. m-3.
89
4.5 Produção de matéria seca total da planta A soma das massas secas relativas, total de raízes e total da parte aérea,
forneceu a massa seca relativa global da planta (MSP). Verifica-se, analisando a
Figura 29, ligeiro incremento na MSP, na densidade de 1,2 Mg.m-3 para todas as
espécies, excetuando o algodoeiro, que apresentou uma leve redução de MSP
nessa densidade, porém, dentro da faixa de erro experimental.
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Densidade (Mg.m-3)
MSP
( %
)
Figura 29. Produção de massa seca relativa total de plantas (MSP) de algodoeiro (▲), B. brizantha (■), soja (●) e milho (□), cultivadas em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Na densidade de 1,4 Mg.m-3, a B brizantha obteve maior MSP,
enquanto que as produções das demais espécies não diferiram
significativamente entre si. A B. brizantha, na densidade de 1,5 Mg.m-3,
novamente alcançou maior MSP, seguida por milho e soja, ao passo que o
algodoeiro foi a espécie que apresentou a menor MSP nessa densidade
(Figura 29).
A análise de variância da regressão revelou efeito altamente
significativo da densidade sobre todas as espécies. Todas as espécies
90
tiveram suas produções de massa de matéria seca global explicadas por
modelos quadráticos. Na tabela 13 encontram-se os modelos ajustados, com
as respectivas significâncias dos parâmetros das equações, os coeficientes
de determinação e os pontos de máximas.
TABELA 14. Modelos ajustados para produção de massa seca relativa total da planta (MSP), de plantas cultivadas em vasos com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico com camada subsuperficial compactada.
Signific Espécie Equação1 b1 b2
R2 P. de máxima
Algodão Ŷ = -412,12x2 + 921,22x – 410,52 0,00 0,00 96,00 1,12 B. brizantha Ŷ = -278,82x2 + 654,16x – 276,257 0,01 0,00 92,66 1,18
Milho Ŷ = -301,08x2 + 671,24x – 270,20 0,00 0,00 99,99 1,12 Soja Ŷ = -356,45x2 + 794,88x – 33,50 0,00 0,00 99,99 1,12
1 Ŷ: produção de massa seca relativa total da planta (MSP) estimada pelo modelo, x:
densidade do solo em Mg.m-3, b1: coeficiente de x e b2: coeficiente de x2.
De uma forma geral, com poucas exceções, todas as respostas das
quatro espécies estudadas em relação à elevação da densidade se deram de
forma ajustada a modelos quadráticos. Esta tendência de resposta foi verificada
por Rosemberg (1964) para as culturas de milho e algodoeiro dentre outras, por
Borges et al. (2000) em estudo com soja e também por Gross et al. (2003)
trabalhado com plantas do gênero Brachiaria. Pode-se dizer, que o modelo
quadrático é o que, neste caso, melhor representa as relações entre as
variáveis biológicas e as características ou fatores físico-químicos e dinâmicos,
ligados ao sistema planta/solo/vaso.
91
5 CONCLUSÕES
Considerando-se os procedimentos metodológicos utilizados, as condições
reinantes e os resultados obtidos neste experimento, pode-se concluir que:
- As densidades situadas em torno de 1,2 Mg.m-3 facultam uma melhor
distribuição do sistema radicular das plantas de algodão, B. brizantha, milho e soja,
enquanto que as densidades superiores tendem a reduzir a produção de raízes e
concentrá-las na camada superior.
- A densidade do solo de 1,5 Mg.m-3, associada a fornecimento superficial de
água deficitário, reduz de forma significativa o desenvolvimento radicular e aéreo das
plantas de algodão, B. brizantha, milho e soja.
- Há estreita relação entre compactação e crescimento das plantas
estudadas, sendo que existe uma tendência de respostas das plantas inversamente
proporcional à compactação, que se aproxima do modelo quadrático.
- As espécies estudadas apresentam os seguintes valores como
densidade ótima de crescimento: Algodoeiro e soja, 1,13, milho 1,12 e B.
brizantha, 1,17 Mg.m-3.
- Em caso de ocorrência de restrições no fornecimento superficial de água, a
redução no crescimento aéreo das plantas pode ser igual ou, até mesmo, superior
ao decréscimo promovido pela compactação no sistema radicular.
92
- A resistência do solo à penetração, medida por um penetrógrafo de
velocidade contínua, se mostrou como uma boa variável para se relacionar
crescimento de planta e compactação do solo.
93
6 SUGESTÕES
Levando-se em consideração os procedimentos metodológicos
utilizados e os resultados obtidos nesse experimento, sugere-se:
a) Realização de experimento semelhante, com maior número de
tratamentos (densidades), incluindo densidade inferior à 1,0Mg.m-3,
especialmente para algodoeiro, e superior a 1,5 Mg.m-3, especialmente
para B. brizantha.
b) Adotar conjuntamente as metodologias de impedimento do crescimento
radicular na região de interface substrato/ vaso, descritas nesse
experimento ou no de Alvarenga et al. (1996), em associação com a
metodologia da fita adesiva descrita por Müller et al. (2001).
c) Estudar o efeito da localização da camada compactada (diferentes
profundidades associadas ao tratamento principal, que seria densidade).
d) Estudar a adoção de uma variável que representasse o crescimento
radicular na interface camada superior/camada compactada.
e) Adotar medidas para isolar o efeito temperatura, como, por exemplo,
enterrar os vasos.
f) Realizar estudo sobre conteúdo de água versus resistência do solo à
compactação.
94
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109
APÊNDICES
110
APÊNDICE A – Análise de variância dos dados
TABELA 15. Análise de variância geral da característica altura da planta, em
função da densidade do solo.
TABELA 16. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a característica altura de planta,
em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig 1,0 3 0.000015 0.000005 0.000 1.0000 1,2 3 5.810240 1.936747 0.022 0.9955 1,4 3 471.621980 157.207327 1.796 0.1558 1,5 3 1577.275900 525.758633 6.005 0.0011
64 5603.482680 87.554417
TABELA 17. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie, para a característica altura de
planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig Algodoeiro 3 3458.297080 1152.76569 13.166 0.0000 B. brizantha 3 1065.370760 355.123587 4.056 0.0104
Milho 3 1202.618735 400.872912 4.579 0.0057 Soja 3 237.681940 79.227313 0.905 0.4424
64 5603.482680 87.554417
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig
Espécie 3 821.032274 273.677425 3.126 0.0318Densidade 3 4730.29265 1576.76422 18.01 0.0000
Espécie*densidade 9 1233.67586 137.075096 1.566 0.1449Erro 64 5603.48268 87.554417
Total corrigido 79 12388.4835 Cv (%) 9,82 9.82
Média geral 95,26 95.2606250
111
TABELA 18. Análise de variância geral da característica área foliar da
planta, em função da densidade do solo.
TABELA 19. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a característica área foliar de
planta, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig
1,0 3 0.000015 0.000005 0.000 1.0000 1,2 3 411.064175 137.021392 1.094 0.3565 1,4 3 2359.636600 786.545533 6.282 0.0008 1,5 3 4699.057975 1566.35265 12.511 0.0000
64 8012.661560 125.197837
TABELA 20. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie, para a característica área foliar de
planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig
Algodoeiro 3 10860.56901 3620.189672 28.916 0.0000 B. brizantha 3 2439.573700 813.191233 6.495 0.0006
Milho 3 3454.573060 1151.524353 9.198 0.0000 Soja 3 9086.805240 3028.935080 24.193 0.0000
64 8012.66156 125.197837
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 3744.929314 1248.3097 9.971 0.000
Densidade 3 22116.69156 7372.2305 58.885 0.000 Espécie*densidade 9 3724.829451 413.86993 3.306 0.002
Erro 64 8012.661560 125.19783 Total corrigido 79 12388.48346
Cv (%) 13,26 13.26 Média geral 84,37 84.3716250
112
TABELA 21. Análise de variância geral da variável massa seca total da
parte aérea da planta, em função da densidade do solo.
TABELA 22. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade, para a variável massa seca total da
parte aérea da planta, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig 1,0 3 0.000000 0.000000 0.000 1.0000 1,2 3 149.878360 49.959453 0.370 0.7747 1,4 3 1676.020695 558.673565 4.133 0.0095 1,5 3 5627.464600 1875.82153 13.876 0.0000
64 8651.871160 135.185487 TABELA 23. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca total da
parte aérea da planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig
Algodoeiro 3 15521.152580 5173.71752 38.271 0.0000 B. brizantha 3 1919.227575 639.742525 4.732 0.0047
Milho 3 7419.819800 2473.27326 18.295 0.0000 Soja 3 8440.775380 2813.59179 20.813 0.0000
64 8651.871160 135.185487
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 3630.07794 1210.0259 8.951 0.0000
Densidade 3 29477.6896 9825.8965 72.685 0.0000 Espécie*densidade 9 3823.28571 424.80952 3.142 0.0034
Erro 64 8651.87116 135.18549 Total corrigido 79 45582.9244
Cv (%) 13,86 13.86 Média geral 83,84 83.89
113
TABELA 24. Análise de variância geral da variável massa seca de
frutificação da planta, em função da densidade do solo.
TABELA 25. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de
frutificação da planta, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig 1,0 2 0.000000 0.000000 0.000 1.0000 1,2 2 3684.009972 1842.00498 3.158 0.0501 1,4 2 3649.913360 1824.95668 3.128 0.0514 1,5 2 9400.970312 4700.48515 8.058 0.0009
Resíduo 48 28000.963035 583.353397
TABELA 26. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca de
frutificação da planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig
Algodoeiro 3 21556.422561 7185.47418 12.318 0.0000 Milho 3 15648.449789 5216.14993 8.942 0.0001 Soja 3 7639.182386 2546.39412 4.365 0.0083
Resíduo 48 28000.963035 583.353397
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 2 11499.658 5749.8289 9.857 0.0003
Densidade 3 39608.819 13202.939 22.633 0.0000 Espécie*densidade 6 5235.2357 872.53929 1.496 0.1998
Erro 48 28000 963035 583.353 Total corrigido 59 84344.675
Cv (%) 28,96 Média geral 83.41
114
TABELA 27. Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes da
planta na camada superior, em função da densidade do solo.
TABELA 28. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada superior, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig
1,0 3 0.000015 0.000005 0.000 1.0000 1,2 3 1336.393255 445.464418 2.145 0.1023 1,4 3 785.590415 261.863472 1.261 0.2938 1,5 3 2476.471620 825.490540 3.975 0.0114
Resíduo 64 13290.59024 207.665473
TABELA 29. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie, para a variável massa seca de raízes
da planta na camada superior, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig Algodoeiro 3 3655.215295 1218.405098 5.867 0.0013
B. brizantha 3 6899.706295 2299.902098 11.075 0.0000 Milho 3 356.4565750 118.818858 0.572 0.6344 Soja 3 1205.135800 401.711933 1.934 0.1319
Resíduo 64 13290.59024 207.665473
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig
Espécie 3 265.276084 88.425361 0.426 0.7351 Densidade 3 7783.334744 2594.444915 12.493 0.0000
Espécie*densidade 9 4333.179221 481.464358 2.318 0.0251 Erro 64 13290.590240 207.665473
Total corrigido 79 25672.380289 Cv (%) 15,53
Média geral 92.80
115
TABELA 30. Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo.
TABELA 31. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig 1,0 3 0.000000 0.000000 0.000 1.0000 1,2 3 918.213775 306.071258 1.611 0.1943 1,4 3 3808.130655 1269.376885 6.680 0.0005 1,5 3 13514.689080 4504.896360 23.708 0.0000
Resíduo 64 12160.934640 190.014604
TABELA 32. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca de raízes da
planta na camada intermediária, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig Algodoeiro 3 986.928895 328.976298 1.731 0.1683
B. brizantha 3 5488.575415 1829.525138 9.628 0.0000 Milho 3 1575.337380 525.112460 2.764 0.0485 Soja 3 19652.281720 6550.760573 34.475 0.0000
Resíduo 64 12160.934640 190.014604
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 9074.698905 3024.899635 15.919 0.0000
Densidade 3 18536.788805 6178.929602 32.518 0.0000 Espécie*densidade 9 9166.334605 1018.481623 5.360 0.0000
Erro 64 12160.934640 190.014604 Total corrigido 79 48938.756955
Cv (%) 15,42 Média geral 89.37
116
TABELA 33. Análise de variância geral para a variável massa seca de raízes
da planta na camada inferior, em função da densidade do solo.
TABELA 34. Análise de variância do desdobramento de espécie dentro de
cada nível de densidade para a variável massa seca de raízes da
planta na camada inferior, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig
1,0 3 0.000020 0.000007 0.000 1.0000 1,2 3 1563.233695 521.077898 1.466 0.2308 1,4 3 5120.695415 1706.898472 4.802 0.0044 1,5 3 21291.407620 7097.135873 19.968 0.0000
Resíduo 64 22746.900840 355.420326 TABELA 35. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca de raízes da
planta na camada inferior, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig
Algodoeiro 3 3097.113175 1032.371058 2.905 0.0410 B. brizantha 3 2930.806480 976.935493 2.749 0.0494
Milho 3 24559.032775 8186.344258 23.033 0.0000 Soja 3 36952.296900 12317.432300 34.656 0.0000
Resíduo 64 22746.900840 355.420326
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 11121.14955 3707.0498 10.430 0.000
Densidade 3 50685.06213 16895.020 47.535 0.000 Espécie*densidade 9 16854.18720 1872.6874 5.269 0.000
Erro 64 22746.90084 355.42032 Total corrigido 79 101407.2997
Cv (%) 23,04 Média geral 81,82
117
TABELA 36. Análise de variância geral para a variável massa seca total de raízes
da planta, em função da densidade do solo.
TABELA 37. Análise de variância Análise do desdobramento de espécie
dentro de cada nível de densidade para a variável massa seca
total de raízes da planta, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig 1,0 3 0.000015 0.000005 0.000 1.0000 1,2 3 678.779655 226.259885 1.483 0.2262 1,4 3 980.578620 326.859540 2.143 0.1026 1,5 3 1255.543380 418.514460 2.743 0.0497
Resíduo 64 9763.214600 152.550228
TABELA 38. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca total de
raízes da planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig Algodoeiro 3 2615.656335 871.885445 5.715 0.0015
B. brizantha 3 5092.728160 1697.576053 11.128 0.0000 Milho 3 3054.585415 1018.195138 6.674 0.0005 Soja 3 8280.083720 2760.027907 18.093 0.0000
Resíduo 64 9763.214600 152.550228
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 1252.085925 417.361975 2.736 0.0507
Densidade 3 17380.237885 5793.412628 37.977 0.0000 Espécie*densidade 9 1662.815745 184.757305 1.211 0.3040
Erro 64 9763.214600 152.550228 Total corrigido 79 30058.354155
Cv (%) 13,85 Média geral 89,20
118
TABELA 39. Análise de variância geral para a variável massa seca total da
planta, em função da densidade do solo.
TABELA 40. Análise de variância Análise do desdobramento de espécie
dentro de cada nível de densidade para a variável massa seca
total da planta, em função da densidade do solo.
Densidade GL SQ QM Fc Sig
1,0 3 0.000055 0.000018 0.000 1.0000 1,2 3 147.425775 49.141925 0.421 0.7376 1,4 3 1473.277255 491.092418 4.211 0.0087 1,5 3 3227.133695 1075.711232 9.224 0.0000
Resíduo 64 7463.834760 116.622418 TABELA 41. Análise de variância do desdobramento de densidade dentro
de cada nível de espécie para a variável massa seca total da
planta, em função da densidade do solo.
Espécie GL SQ QM Fc Sig Algodoeiro 3 11296.266375 3765.422125 32.287 0.0000
B. brizantha 3 2532.137575 844.045858 7.237 0.0003 Milho 3 5995.828735 1998.609578 17.137 0.0000 Soja 3 8376.477735 2792.159245 23.942 0.0000
Resíduo 64 7463.834760 116.622418
Fonte de Variação GL SQ QM Fc Sig Espécie 3 2602.793300 867.597767 7.439 0.0002
Densidade 3 25955.666940 8651.888980 74.187 0.0000 Espécie*densidade 9 2245.043480 249.449276 2.139 0.0386
Erro 64 7463.834760 116.622418 Total corrigido 79 38267.338480
Cv (%) 12,68 Média geral 85,14
119
APÊNDICE B - Fotos adicionais
Figura 30. Produção de raízes de algodoeiro em função da compactação
subsuperficial, em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico.
Figura 31. Produção de raízes de B.brizantha em função da compactação
subsuperficial, em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico.
Camada
superior
Camada
compactada
Camada
inferior
Densidade
1,0
Densidade
1,2
Densidade
1,4
Densidade
1,5
Camada
superior
Camada
compactada
Camada
inferior
Densidade
1,0
Densidade
1,2 Densidade
1,4
Densidade
1,5
120
Figura 32. Produção de raízes de milho em função da compactação
subsuperficial, em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico.
Figura 33. Produção de raízes de soja em função da compactação subsuperficial,
em vaso com Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico.
Camada
superior
Camada
compactada
Camada
inferior
Densidade
1,0 Densidade
1,2
Densidade
1,4
Densidade
1,5
Camada
superior
Camada
compactada
Camada
inferior
Densidade
1,0 Mg.m-3
Densidade
1,2 Mg.m-3
Densidade
1,4 Mg.m-3
Densidade
1,5 Mg.m-3