com maior valor de resistência do solo à penetração variaram entre 2,61 a 2,70 e, entre -0,79 e -1.81, respectivamente, com valor de R2 entre 0,68 a 0,84 (Tabela 9).
Tabela 9 - Comparação dos modelos de CSC do solo obtidos para a camada de maior resistência do solo à penetração, na linha do rodado (LR), nas três épocas de implantação do café, de acordo com Snedecor e Cochran (1989).
Época de implantação Camada (m) Parâmetro do Modelo R2
Coeficiente Linear A Coeficiente Angular B 3 x 16 anos 0,10-0,15 2,61 ns -0,79 ns 0,68 0,20-0,25 2,64 ns -0,97 ns 0,78 3 x 16 anos 0,15-0,20 2,69 ns -1,47 ns 0,76 0,25-0,30 2,70 ns -1,81 ns 0,84 16 x 32 anos 0,20-0,25 2,65 ns -1,41 ns 0,70 0,30-0,35 2,70 ns -1,45 ns 0,71
Na comparação dos modelos de CSC do solo (3 x 16 anos, 3 x 32 anos e 16 x 32 anos), conforme apresentado na Tabela 9 e Figura 9, segundo a sugestão de Snedecor e Cochran (1989), não houve diferença estatística entre as equações das diferentes áreas (3, 16 e 32 anos) e suas respectivas camadas. Com base no teste F de homogeneidade dos dados e da não- significância, uma nova equação de regressão foi ajustada, considerando todos os valores de pressão de preconsolidação e de umidade, obtendo-se um único modelo de capacidade de suporte de carga, σp = 10(2,67-3,53U), com R2 = 0,73, o qual descreve o comportamento estrutural
das três áreas avaliadas na LR.
Figura 9 - Modelo de capacidade de suporte de carga do solo em função do teor de água para as camadas com maior resistência do solo à penetração de um Argissolo Vermelho-Amarelo, sob cultivo de café com diferentes épocas de implantação (3, 16 e 32 anos).
0 100 200 300 400 500 600 700 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 σp (kP a) Umidade gravimétrica (kg kg-1) Modelo A1 Modelo A3 3 anos 16 anos 32 anos Intervalo de Confiança de 95% CSCS: sp= 10(2,67-353U) R2=0,73
Os valores de sp acima da linha do modelo de capacidade de carga do solo e dentro do intervalo de confiança sugere que, ocorre uma tendência de alteração na estrutura deste solo, ou seja, aumento da compactação (Figura 9). Dessa forma, verifica-se que, 59,4 e 51,5% dos dados estão na parte inferior da curva de CSCS para as áreas de 16 e 32 anos, respectivamente, demonstrando redução de sp, e, por conseguinte, alívio das tensões no solo nestas áreas em comparação a área de 3 anos que aparentou resultados contrários, sendo 70% dos dados na parte superior e 30% na parte inferior. Observa-se maior resiliência, ou seja, melhoria na estrutura do solo após longo período de tráfico de máquinas.
2.4 DISCUSSÃO
Não existe consenso na literatura sobre qual é o limite crítico para desenvolvimento do sistema radicular das plantas, enquanto Sene et al. (1985) registraram que os valores entre 6,0 a 7,0 MPa são críticos para o pleno crescimento das raízes das plantas em solos arenosos e de 2,5 MPa para argilosos, Silva et al. (2008) afirmam que a RP limitante ao crescimento radicular para maioria das culturas e que é aceito pela maioria dos estudos é de 2,0 MPa. De qualquer forma, os solos das áreas em estudo foram classificados como argilosos, que apresentaram valores de RP acima de 2,0 MPa para LP, nas profundidades de 0,10-0,20 e de 0,20-0,40 m, nas três profundidades para C e LR.
Esta RP elevada diminui com a profundidade e com o aumento da idade do cafezal, o que pode ser justificado pelo acúmulo de material orgânico nestes solos, que na camada superficial ocorre devido a deposição de pedaços de ramos, folhas e frutos que se acumulam sob a copa do cafezal, enquanto que na camada subsuperficial ocorre devido a renovação do sistema radicular destas plantas, que favorecem o desenvolvimento da macro e microfauna do solo, que desenvolvem galerias, decompõem este material orgânico e transformam estes resíduos e disponibilizam estes nutrientes no solo.
Os níveis de umidade gravimétrica observados nestes estudos são justificáveis pelo acúmulo de material orgânico na superfície do solo e pelo sombreamento causado pelo plantio adensado do cafezal, que protegem o solo dos raios solares e diminui a sua evapotranspiração, conforme já comprovado em estudos com outras culturas (TEIXEIRA et al., 2010; PACHECO; CANTALICE, 2011; TORRES et al., 2013).
Segundo Araujo et al. (2004), os valores críticos da densidade do solo (Ds) para o desenvolvimento radicular da cultura estão ao redor de 1,65 kg dm-3 para solos arenosos e 1,45
kg dm-3 para argilosos. Observou-se que todos os valores de Ds nas três profundidades e épocas de estudo avaliadas foram menores que 1,43 kg dm-3, com exceção da profundidade até 0,10 m no canteiro (C) e na linha do rodado (LR), que foi de 1,47 e 1,50 kg dm-3, respectivamente, na área com 32 anos de plantio. Portanto, a Ds isoladamente não está sendo um fator impeditivo ao desenvolvimento radicular.
Entretanto, toda vez que a Ds aumenta, diminui a macroporosidade (Ma) e aumenta a microporosidade (Mi), que segundo Mota Junior et al. (2017) essa Ma deve ser no mínimo de 0,10 m3 m-3, para que não ocorra limitação para o desenvolvimento das raízes, percolação de
água e trocas gasosas. Verifica-se que todos os valores do canteiro (C) e da linha do rodado (LR) ficaram abaixo deste limite crítico, que somente na linha de plantio os valores ficaram acima de 0,10 m3 m-3, nas três áreas avaliadas. Isto comprova que o tráfego de máquinas pesadas e a compactação observada no local está dificultando o desenvolvimento normal das raízes destas plantas. Segundo Keller et al. (2011) o tráfego de máquinas causa aumento da Ds e redução na porosidade total (PT), devido ao aumento das forças de fricção entre as partículas do solo.
Por meio da análise do volume e distribuição do tamanho dos poros, observou-se uma redução da Ma no canteiro devido a compactação lateral ocasionado pelo tráfego de máquinas na área sem a presença de controle automático e pela utilização da colhedora de três rodados. Lima et al. (2017) afirmam que Ma acima de 0,15 m3 m-3 indica boa capacidade de aeração, pois é uma medida da taxa de difusão de oxigênio no solo que atende à demanda respiratória das raízes e ao adequado crescimento da atividade de microorganismos.
Consequentemente, os baixos valores de Ma encontrados podem afetar diretamente a produtividade das plantas devido a sua baixa drenagem e aeração, que é possivelmente causado por elevada compactação do solo, onde ocorre o aumento da Mi e redução da Ma (BRAGA et al., 2015). Rocha et al. (2016) avaliando a qualidade física do solo em lavoura de café, consideraram que o volume de macroporos de 0,25 m3 m-3
representa boa aeração, entre 0,10 e 0,25 m3 m-3 uma limitada troca gasosa e, abaixo de 0,10
m3 m-3, aeração deficiente ou solo compactado.
Todas as áreas avaliadas apresentaram alta RP, com maior compactação no canteiro e na linha do rodado, que segundo Morinigo et al. (2017), esta compactação no canteiro é resultante da passagem de máquinas sem controle de tráfego, tanto para os tratos culturais, quanto para a colheita do café onde a colheitadeira possui apenas três rodados. Observou a diminuição da RP em camada, devido provavelmente pelo tráfego de máquinas que este sistema
exige no momento da colheita, exercendo grande pressão sobre o solo, promovendo consequentemente, maiores valores de resistência do solo à penetração nas camadas superficiais.
Os maiores valores de DMP foram encontrados na linha de plantio, na área implantada a 32 anos, onde a cultura está estabilizada, que está relacionado aos maiores teores de matéria orgânica que são encontrados nestes locais, que beneficiam a formação de agregados de maior tamanho e mais estáveis em água (MATOS et al., 2008). Mota Junior et al. (2017) destacam que quando o solo é exposto a cultivos intensivos e ao uso de implementos agrícolas pesados, no caso de lavouras mais jovens, o solo tem sua estrutura original alterada contribuindo para a formação de camadas compactadas que provocam redução no volume dos poros e aumentam a Ds causando mudanças na estabilidade dos agregados do solo.
Dentre todos os coeficientes lineares, o menor valor do coeficiente linear “a” encontrado ocorreu na área com 16 anos de implantação, no C e na camada de 0,00-0,10 m. Para Sant’Ana et al. (2013) o menor coeficiente linear demonstra um solo com menor capacidade de suporte de carga inicial.
Os resultados de CSC na LP indicam maior compactação do solo em razão do efeito acumulativo do tráfego de máquinas no solo ao longo dos 32 anos de cultivo do café. Contudo, para camada de 0,20-0,40 m, a maior pressão de preconsolidação ocorreu na área com 3 anos (248 kPa), na umidade de capacidade de campo (33%), o que indica efeito da subsolagem na linha de plantio, após três anos de cultivo mecanizado.
Verificou uma tendência de aumento dos valores de σp no canteiro com aumento da camada de amostragem, de acordo com Schjønning et al. (2016) isto se deve ao fato de que a compactação acumulada ocorre na camada de aproximadamente 0,30 m. As variações de σp apresentadas pelas curvas de compressibilidade na mesma camada com diferentes tempos de carregamento, mostram que a redução da intensidade de tráfego não altera significativamente os resultados de σp. Pais et al. (2013), apontam que em áreas sem nenhum tipo de controle de tráfego, são mais suscetíveis a compactação nas regiões situadas no canteiro, onde o solo fica mais resistente as deformações, devido a maior ocorrência de tráfego nessa região por falta de controle.
A maior pressão de preconsolidação na LR promoveu redução nos valores de σp (valores absolutos), com aumento da camada de amostragem. Discordando dos dados obtidos por Mazurana et al. (2017) que, avaliando CSCS em um Argissolo Vermelho verificaram um acréscimo nos valores de σp com o aumento da camada. Esses resultados refletem o efeito da
maior compactação do solo na linha do rodado de 4,17 MPa, na área com 32 anos de manejo, causada pelo tráfego de máquinas agrícolas, principalmente durante a colheita do café. Contudo, deve-se observar até que ponto o solo pode suportar tal pressão, sem que ocorra prejuízo à sua estrutura e, principalmente, ao desenvolvimento das plantas (SEVERIANO et al., 2013).
Na camada superficial, o modelo de CSCS para a maior resistência do solo à penetração, apresentou os menores valores de σp devido a área apresentar maior tempo de exposição ao tráfego (32 anos), o que levou a ocorrência da formação de poros mais instáveis e, no caso deste estudo, verificou maior susceptibilidade à degradação, concordando com os dados obtidos por Moraes et al. (2016). Além disso, o tráfego também causa quebra de agregados, aumentando a porosidade, mas de forma instável (CELIK et al., 2012). A porosidade está diretamente associada à pressão de preconsolidação, pois permite maior retenção de água ao ser exposto à mesmas pressões, com isto, solos com maior porosidade terá uma maior deformação e consequente uma diminuição na CSCS.
De modo geral, os valores de σp decresceram com o aumento da umidade, o que é atribuído ao manejo que induz à desagregação e a um menor contato entre as partículas primárias do solo, levando a uma menor CSCS em altos teores de umidade, como constatado nos trabalhos de Iori et al. (2012a) e Sant’Ana et al. (2013). Com o aumento do teor de água no solo, ocorre a redução da resistência interna das partículas, uma vez que, forma uma camada líquida envolvendo partículas e agregados do solo, reduzindo o atrito e facilitando a deformação.
Outro fator que afeta os resultados é a granulometria do solo, pois o teor de argila aumenta a reatividade físico-química do solo favorecendo sua contração (HILLEL, 2004) e intensificação da sua resistência (HORN e SMUCKER, 2005), principalmente em baixos teores de água (DASTJERDI e HEMMAT, 2015). Além disso, o aumento no teor de areia reduz a contração do solo (KOLAY e RAMESH, 2016) e a intensidade dos mecanismos responsáveis pelo fortalecimento da estrutura do solo (DASTJERDI e HEMMAT, 2015). Assim, um solo com textura mais arenosa na superfície e argilosa em subsuperfície, pode afetar a pressão de preconsolidação, de forma que, a camada 0,20-0,40 m obtenha maiores valores de σp devido ao maior teor de argila.
O tratamento com 16 e 32 anos indica que as áreas com mais tempo de manejo, maior histórico de tráfego de máquinas pesadas, sem qualquer manejo de solo, resultou em menor capacidade de suporte de carga do solo. Para os próximos ciclos espera-se que ocorra
em todos os tratamentos, um aumento nos valores de CSC no C e na LR. Essa expectativa baseia-se nos resultados encontrados por Araujo-Junior et al. (2011) que verificaram maiores valores de CSCS num Latossolo Vermelho em área com maior tempo de mecanização quando comparado a uma área de apenas um ano de mecanização. Estes resultados estão de acordo com os encontrados por Souza et al. (2017), onde maiores densidades do solo revelaram maiores valores de pressão de preconsolidação, fato que ocorreu na LR em todas as áreas e camadas avaliadas.
As três áreas mostraram que, os valores de σp de suas amostras, compreendidas na região superior da curva, indicando que não ocorreu compactação adicional do solo em ambas as áreas. Contudo, há uma tendência de que isso ocorra se não for respeitada a capacidade de suporte de carga do solo, juntamente com sua umidade crítica principalmente nas épocas de maior umidade no solo, isto é, período de maior precipitação (IORI et al., 2014).
As áreas com 16 e 32 anos apresentam maior resiliência, melhor estrutura do solo e consequentemente maior capacidade suporte de carga devido ao solo estar estabilizado fisicamente e apresentar grande aporte de raízes. Rocha et al. (2016) destaca que, não é somente a umidade do solo que determina sua susceptibilidade às alterações causadas pelo tráfego das máquinas, mas também o manejo, a classe de solo, granulometria, teor de matéria orgânica do solo e a presença de resíduos culturais sobre a área.
Para Silva et al. (2017) culturas perenes melhoram a qualidade físico-hídrica do solo com o passar do tempo, devido a ação direta de suas raízes na estruturação do solo, devido sua ação agregante mais prolongada do que as plantas anuais e da presença de um sistema radicular mais denso e com maior contato com as partículas do solo.
2.5 CONCLUSÕES
O tempo de implantação das áreas cultivadas com café foi um fator determinante na redução da degradação da estrutura do solo.
A área com 32 anos de cultivo foi a que apresentou maior resiliência e qualidade física do solo.
O modelo de CSC do solo ajustado para as camadas de maior resistência mecânica, comprovaram as alterações da estrutura do solo nas áreas com 16 e 32 anos de cultivo.
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