UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Programa de Pós-Graduação em Agronomia Área de Concentração: Solos. Dissertação

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Progrm de Pós-Grdução em Agronomi Áre de Concentrção: Solos Dissertção Efeito de plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS pós três nos Fernnd Coelho Gonçlves Pelots, 2008

2 Fernnd Coelho Gonçlves Efeito de plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS pós três nos Dissertção presentd o Progrm de Pós-Grdução em Agronomi d Universidde Federl de Pelots, como requisito prcil à obtenção do título de Mestre em Ciêncis (áre do conhecimento: Solos). Orientdor: Dr. Eloy Antonio Puletto Co-orientdores: Dr. Luiz Fernndo Spinelli Pinto Drª. Flvi Fontn Fernndes Pelots, 2008

3 Ddos de ctlogção n fonte: (Mrlene Crvo Cstillo CRB-10/744) G635e Gonçlves, Fernnd Coelho Efeito de plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS pós três nos / Fernnd Coelho Gonçlves. - Pelots, f. Dissertção ( Mestrdo em Solos ) Progrm de Pós- Grdução em Agronomi. Fculdde de Agronomi Eliseu Mciel. Universidde Federl de Pelots. - Pelots, 2008, Eloy Antonio Puletto, Orientdor; co-orientdor Luiz Fernndo Spinelli Pinto e Flvi Fontn Fernndes. 1.Recuperção do solo 2. Qulidde físic 3. Mtéri orgânic 4. Crvão I Puletto, Eloy Antonio (orientdor) II.Título. CDD

4 Bnc exmindor: Dr. Eloy Antonio Puletto - Orientdor Dr. Jocelito Sccol de Sá Drª. Cludi Fernnd Almeid Teixeir Drª. An Cláudi Rodrigues de Lim

5 A Deus Dedico O senhor é meu pstor, nd me fltrá. (Slmo 23:1).

6 AGRADECIMENTOS Ao professor Eloy Antonio Puletto pel orientção, mizde e contribuição n minh formção. Ao professor Luiz Fernndo Spinelli Pinto e professor Flvi Fontn Fernndes pel co-orientção e ensinmentos trnsmitidos. Ao professor Luís Crlos Timm pel confinç e oportunidde mim concedid de prticipr d IX Escol Ltinomericn de Físic do Solo. A todos os professores do Deprtmento de Solos pelos ensinmentos trnsmitidos. À coleg Cecíli Estim Scrmento dos Reis pel mizde e uxílio nos experimentos. A todos os colegs e migos do Deprtmento de Solos pelos momentos de descontrção, mizde e troc de experiêncis. Aos funcionários e estgiários do Deprtmento de Solos pel mizde e uxílio técnico. À Universidde Federl de Pelots, o Progrm de Pós-Grdução em Agronomi e o Deprtmento de Solos d Fculdde de Agronomi Eliseu Mciel, pel oportunidde de relizção deste curso. À Fundção Coordenção de Aperfeiçomento de Pessol de Nível Superior - CAPES - pel concessão d bols de estudos. À Compnhi Riogrndense de Minerção (CRM) pel cedênci d áre experimentl e poio finnceiro, em especil o Eng Edson Aguir e Eng Nei Sá Júnior, e tmbém o funcionário Luiz Roberto Moreir e o estgiário Fábio Grll. Aos meus pis Luiz Fernndo Gonçlves e Cleus Cunh Coelho, e s minhs irmãs Ktherine e Aline, pelo crinho, compreensão e incentivo durnte est etp. A todos que de lgum form contribuírm pr relizção deste trblho.

7 Resumo GONÇALVES, Fernnd Coelho. Efeito de plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot RS, pós três nos f. Dissertção (Mestrdo) Progrm de Pós-Grdução em Agronomi/Solos. Universidde Federl de Pelots, Pelots. O crvão minerl present importânci estrtégic n expnsão do sistem elétrico ncionl. A jzid de Cndiot no RS é mior do Brsil, com 38% de todo crvão ncionl extrído céu berto. Este tipo de extrção, lido o trânsito de máquins pesds, cus lterções negtivs ligds estrutur do solo. Logo, tributos como densidde do solo, porosidde, diâmetro médio ponderdo e resistênci mecânic do solo à penetrção mostrrão seus reflexos. A revegetção tem sido utilizd com estrtégi n recuperção destes solos, pois tem como seu principl efeito o restbelecimento do ciclo d mtéri orgânic, o qul exerce forte influênci sobre qulidde físic do solo. O objetivo do presente trblho foi vlir o efeito de diferentes plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot no RS, pós três nos de condução do experimento. Form determindos os seguintes tributos do solo: distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho e diâmetro médio ponderdo; crbono orgânico; densidde do solo; porosidde totl, mcroporosidde, microporosidde e resistênci mecânic do solo à penetrção. O experimento, implntdo em nov/dez de 2003 e delinedo em blocos o cso com 4 repetições, present os seguintes trtmentos: T1 - Hemártri (Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd), T2 - Grm Tifton (Cynodon dctilon (L.) Pers.), T3 Penscol (Psplum nottum Klüggé), T4 - Brquiári briznt (Brchiri briznth (Hochst.) Stpf), T5 - Solo nturl d frente de minerção. As mostrs de solo form coletds ns cmds: 0,0 0,05m; 0,05 0,10m e 0,10 0,20m. Como conclusões geris pode-se dizer: 1) O efeito ds plnts de cobertur sobre os tributos físicos do solo ind é incipiente. 2) As plnts de cobertur Hemártri e Grm Tifton destcrm-se dentre s demis. Plvrs-chve: Recuperção do solo. Qulidde Físic. Mtéri Orgânic.

8 Abstrct GONÇALVES, Fernnd Coelho. Effect of cover crops on the physicl ttributes of constructed soil in col mining re in Cndiot-RS, Brzil, fter three yers p. Dissertção (Mestrdo) Progrm de Pós-Grdução em Agronomi/Solos. Universidde Federl de Pelots, Pelots. The minerl col is importnt to the expnsion of the ntionl electricl system. Cndiot s mine is the biggest mine in Brzil, with 38% of ll ntionl col. This ctivity nd the trffic of weight mchines, cuse negtive ltertions in the structure. Attributes such s bulk density, porosity, men weight dimeter of ggregtes nd mechnicl resistnce penetrtion show the consequences of this ctivity. The revegettion hs been used s strtegy to recover these degrded soils. Thus, with, the reestblishment of the cycle of the orgnic substnce exerts big influence on the physicl qulity of the soil. The objective of the present work ws to evlute the effect of different cover crops on the physicl ttributes of constructed soil in col mining re in Cndiot-RS, fter 3 yers of experiment conduction. Aggregtes stbility in different size clsses, men weight dimeter (MWD), orgnic crbon, soil bulk density, totl porosity, mcro/microporosity nd mechnicl resistence to penetrtion were nlized. The experiment, instlled in nov/dez of 2003, is comprised of four rndomized blocks with four tretments: T1 - Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd, T2 - Cynodon dctilon (L.) Pers., T3 Psplum nottum Flüggé, T4 - Brchiri briznth (Hochst.) Stpf, T5 nturl soil. The soil smples hd been collected from the lyers: 0,0-0,05m; 0,05-0,10m nd 0,10-0,20m. As generl conclusions were: 1) The effect of the cover crops on the soil physicl ttributes is still incipient. 2) The cover crops Hemrthri ltissim nd Cynodon dctilon stood out of the others. Key words: Soil recovering. Physicl qulity. Orgnic mtter.

9 List de Figurs Figur 2.1 Loclizção d áre experimentl...22 Figur 2.2 Cobertur d Hemártri e d Grm Tifton n áre experimentl...24 Figur 2.3 Delinemento experimentl...25 Figur 3.1 Distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho, ns cmds: 0,0 0,05m, 0,05 0,10m e 0,10-0,20m de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS (médi de 8 repetições) Figur 3.2 Diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) ns cmds: 0,0 0,05m, 0,05 0,10m e 0,10-0,20m de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS...40 Figur 3.3 Distribuição de gregdos estáveis em águ, diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) ns cmds: 0,0 0,10m e 0,10 0,20m de um solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS (médi de 8 repetições)...43 Figur 4.1 Comprções de médis de densidde do solo, porosidde totl, mcroporosidde e microporosidde de um solo construído d áre de minerção de crvão de Cndiot em dus épocs de vlição Figur 4.2 Densidde do solo obtid pelo método d Tomogrfi Computdorizd de um solo construído e do solo nturl d áre de minerção de Cndiot- RS Figur 4.3 Resistênci mecânic do solo à penetrção obtid um solo construído d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS em dus épocs de vlição...66

10 List de Tbels Tbel 2.1 Ddos de precipitção mensis n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS...21 Tbel 3.1 Distribuição ds prtículs do solo por tmnho de prtículs do solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS Tbel 3.2 Distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho, diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento (mio/2004 mio/2007) n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS...41 Tbel 3.3 Comprções de médis de vlores de diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) de um solo construído d áre de minerção de crvão de Cndiot n crcterizção inicil do experimento (mio de 2004) e pós três nos de condução do experimento (mio de 2007) Tbel 4.1 Distribuição ds prtículs do solo por tmnho de prtículs do solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS...56 Tbel 4.2 Densidde do solo (Ds), porosidde totl (Pt), mcroporosidde (M) e microporosidde (Mi) de um solo construído d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS pr s cmds 0,0 0,05m; 0,05 0,10m e 0,10 0,20m Tbel 4.3 Densidde do solo (Ds), porosidde totl (Pt), mcroporosidde (M) e microporosidde (Mi) de um solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS pr s cmds 0,0 0,10m e 0,10 0,20m....60

11 Tbel 4.4 Densidde pelo método d Tomogrfi Computdorizd de um solo construído e do solo nturl d áre de minerção de Cndiot-RS...64 Tbel 4.5 Resistênci mecânic do solo à penetrção (MP) de um solo construído n áre de minerção de Cndiot, RS em dus épocs de vlição (mio/2004 e mio/2007) Tbel 4.6 Umidde Grvimétric (%) de um solo construído n áre de minerção de Cndiot-RS, no momento d vlição d resistênci mecânic à penetrção....67

12 Sumário 1 INTRODUÇÃO GERAL REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Crcterístics d áre de minerção de crvão de Cndiot Degrdção mbientl Recuperção de áres degrdds Revegetção de áres degrdds Crcterizção d áre experimentl Atributos físicos do solo EFEITO DE PLANTAS DE COBERTURA NA AGREGAÇÃO DE UM SOLO CONSTRUÍDO NA ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO DE CANDIOTA RS APÓS TRÊS ANOS Resumo Abstrct Introdução Mteril e Métodos Resultdos e Discussão Conclusões Referêncis Bibliográfics ATRIBUTOS FÍSICOS DE UM SOLO CONSTRUÍDO NA ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO DE CANDIOTA RS CULTIVADO COM DIFERENTES PLANTAS DE COBERTURA APÓS TRÊS ANOS Resumo Abstrct Introdução Mteril e Métodos Resultdos e Discussão Conclusões Referêncis Bibliográfics CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...73 APÊNDICES...80

13 1 INTRODUÇÃO GERAL No Brsil, s reservs de crvão minerl são miores do que s de petróleo e gás nturl, sendo mior jzid de Cndiot, no Rio Grnde do Sul. Em Cndiot extrção de crvão é relizd céu berto, onde ocorre remoção de grndes volumes de solo e de rochs, o que crret um série de modificções n estrutur do meio mbiente. Ess é um ds tividdes de explorção dos recursos nturis que pode cusr grndes impctos o meio mbiente. Os métodos utilizdos pr extrção do crvão e pr recomposição d pisgem, lidos o uso e tráfego de máquins e equipmentos de grnde porte, provocm compctção e lterções negtivs n estrutur, originds d mistur do solo, subsolo, rochs e rejeitos de crvão, que irão compor os chmdos solos construídos. Esses solos presentm-se profundmente modificdos em relção os seus spectos originis, resultndo em um série de problems físicos, químicos e biológicos de difícil solução. As lterções físics cusds nesse tipo de solo estão diretmente relcionds à estrutur, logo, tributos como densidde, diâmetro médio ponderdo dos gregdos estáveis em águ, porosidde e resistênci mecânic do solo à penetrção mostrm s lterções ocorrids em solos construídos. Assim, torn-se necessário dotr medids de recuperção que deixem o solo o mis próximo do conceito de solo nturl, com dequds condições físics e químics, tingindo o equilíbrio ds crcterístics nturis do mbiente.

14 13 Pr que esss áres fetds pel minerção sejm rebilitds é necessário que se tenh o mínimo de qulidde mbientl e físic, pr que se desenvolvm plnts, sendo revegetção indispensável à recuperção de áres degrdds. Um dequdo desenvolvimento d vegetção pode uxilir n recuperção dos impctos negtivos ns condições físics de solos fetdos pel minerção, ou sej, deve-se escolher espécies que tenhm cpcidde pr crescer rpidmente, proteger e enriquecer o solo, brigr e limentr fun, recompor pisgem e restbelecer o regime hídrico (KOPEZINSKI, 2000). Além disso, s plnts utilizds pr cobertur presentm comportmento e ções diferentes de cordo com s sus crcterístics. Assim diferentes plnts de cobertur poderão fetr de form diferente os tributos físicos do solo o longo do tempo. Conforme Sriv et l. (1978), s grmínes reúnem s crcterístics protetors de solo, o tpete formdo pel prte ére e o sistem rdiculr fsciculdo grntem proteção de tl form que erosão é quse nul. Porém existem poucos ddos respeito do efeito diferencil de plnts utilizds como cobertur vegetl sobre recuperção d qulidde de solos construídos em áres de minerção no Brsil, o que justific relizção deste trblho. Neste contexto, este trblho testou hipótese de que s plnts de cobertur influencim diferentemente os tributos físicos de um solo construído o longo do tempo. O objetivo gerl do presente trblho foi vlir o efeito de diferentes plnts de cobertur sobre os tributos físicos de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot, no RS, pós três nos de condução do experimento. Pr isto comprou-se os resultdos obtidos com os resultdos obtidos por Frnco (2006) em trblho relizdo ness áre no início d implntção ds plnts de cobertur. Os objetivos específicos form: 1) Avlir influênci de plnts de cobertur n gregção de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot RS pós três nos de condução do experimento. 2) Avlir influênci de plnts de cobertur n densidde, porosidde e n resistênci mecânic à penetrção de um solo construído n áre de minerção de

15 14 crvão de Cndiot RS pós três nos de condução do experimento. 3) A prtir d vlição dos tributos físicos esper-se gerr informçãoes que sirvm de subsídio pr escolh dequd ds espécies que irão compor etp de revegetção no processo de recuperção de áres degrdds pel minerção. Form determindos os seguintes tributos físicos do solo: distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho e diâmetro médio ponderdo; densidde do solo; porosidde totl, mcroporosidde, microporosidde e resistênci mecânic do solo à penetrção. A dissertção é dispost em cpítulos compondo, lém d revisão bibliográfic presentd no ítem 2, os cpítulos 3 e 4. Dest form o objetivo 1 é tendido pelo cpítulo 3 e o objetivo 2 pelo cpítulo 4, o objetivo 3 é tendido por mbos cpítulos.

16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Crcterístics d áre de minerção de crvão de Cndiot A gerção de energi prtir do crvão minerl desempenh um importnte ppel n expnsão do sistem elétrico ncionl, em função d escssez de energi elétric lid menor disponibilidde de recursos hídricos competitivos. A min de Cndiot é mior reserv crbonífer ncionl, com proximdmente 12,275 bilhões de tonelds dos depósitos do Pís (SEMC, 2006). As reservs de crvão minerl no Brsil estão concentrds nos Estdos do Rio Grnde do Sul e Snt Ctrin, com 28,80 e 3,36 bilhões de tonelds, respectivmente (89,0 e 10,5% do estoque do Pís), pr um totl ds reservs brsileirs de 32,6 bilhões (SEMC, 2006). Esses estoques correspondem 50 % dos recursos energéticos não renováveis do Pís, enqunto que o petróleo e o gás nturl correspondem, respectivmente, 10% e 3% dos recursos energéticos brsileiros (SEMC, 2006). A min de Cndiot de propriedde d Compnhi Riogrndense de Minerção (CRM), empres de economi mist crid em 1969 e controld pelo Governo do Rio Grnde do Sul, está loclizd no município de Cndiot. Este município possui um populção de proximdmente hbitntes, com um distânci proximd de 150 km de Pelots (cesso pel BR 293) e 400 km de Porto Alegre (cesso pels BR 116 e 293). A minerção de crvão é relizd, ininterruptmente, desde 1961, objetivndo produção de crvão termoelétrico. As reservs de crvão de Cndiot pssíveis de serem minerds céu berto correspondem 1 bilhão de tonelds, com cmds de estéril, composto por rgils, renitos, folhelhos e frgmentos de crvão

17 16 que recobrem o minério, de té 50 metros de espessur (CRM, 2007). O crvão extrído por est minerdor é usdo como combustível, sendo britdo e trnsportdo por correis té Usin Termoelétric Presidente Médici (UTPM), qul possui um gerção nominl de 126MW n Fse A e 320 MW n Fse B com um demnd de crvão n fix de 1,7 milhões de tonelds no -1, tulmente operds pel Compnhi de Gerção Térmic de Energi Elétric (CGTEE), empres públic federl. Um cordo bilterl entre Brsil e Chin, permitirá construção d Usin de Cndiot III (Fse C), que terá um cpcidde instld de 350MW. Segundo previsão d Compnhi de Gerção Térmic de Energi Elétric, Usin Cndiot III entrrá em operção em 2010 (CGTEE, 2006). As cmds de crvão n Jzid de Cndiot, juntmente com folhelhos cinz e crbonosos, rgilitos, renitos e conglomerdos, integrm denomind Formção Rio Bonito, qul insere-se no Grupo Gutá, Supergrupo Tubrão, do Permino Superior (BRASIL-IBGE, 1986). A áre de minerção de Cndiot é constituíd por dois leitos de crvão mineráveis, denomindos de Cmd Superior (CS) e Cmd Inferior (CI), de crcterístics constntes em termos de espessur e qulidde. A cmd de mteril estéril encontrd n jzid de Cndiot present cobertur reltivmente bix ns mlhs tulmente em lvr, oscilndo entre 12 e 15 metros de espessur, necessitndo remover grndes volumes de solo pr extrção do crvão (SCHULTZE, 1998; GONÇALVES, 1999). A recomposição ds áres é feit prlelmente à extrção do minério. No processo de extrção é utilizd um escvdeir chmd de wlking-drg-line, pr descobertur do crvão, em que são relizdos cortes sucessivos em sistem vivém n seguinte seqüênci: ) retird do solo superficil (horizonte A); b) retird d rgil vermelh (horizontes B e C); c) perfurção e detonção do renito; d) descobertur do crvão trvés d wlking-drg-line ; e) perfurção, detonção e extrção do crvão do bnco superior (BS) e do bnco inferior (BI), com seprção do rgilito intermediário; f) recomposição topográfic, constituíd pelos mteriis de cobertur, com ou sem o proveitmento de vzios pr deposição de cinzs; g) deposição d terr vegetl sobre áre recompost topogrficmente; h)

18 17 estbelecimento de prátics gronômics de prepro, conservção e correção do solo; i) plntio de espécies vegetis (SCHULTZE, 1998). Durnte lvr, os mteriis de cobertur, que ficm cim ds cmds proveitáveis de crvão, são misturdos entre si e depositdos no corte lterl vzio. A lvr simultâne à recomposição contribui pr redução no custo de recuperção, que tende ser diluído (NOER, 1989). Além disso, este processo utilizdo em Cndiot pode evitr que s pilhs de solo retirds d pré-minerção fiquem exposts à intempérie por longos períodos, o que prejudicri qulidde destes solos. A recomposição topográfic do locl já minerdo é relizd por trtores de esteir, os quis quebrm os cones de estéries deixdos pel wlking-drg-line pr conformção do terreno. Esses cones são compostos por um mistur heterogêne de rgilitos, renitos, folhetos e crvão, existentes ns cmds de cobertur do perfil geológico de Cndiot. O método de lvr e de recomposição origin, portnto, áres recuperds topogrficmente, composts por um cmd superficil de solo, indequdmente chmd de terr vegetl ou solo orgânico, constituíd pelo horizonte A do solo, frequentemente misturdo com os horizontes B e C, e subsuperficilmente, compost por estéries de minerção, que são formdos por um mistur heterogêne de mteriis com litologis e grus de intemperizção vridos (PINTO, 1999). Ns áres ntigs d minerção de Cndiot (Mlh II), onde não há mis terr vegetl, form relizdos plntios de espécies vegetis diretmente sobre os estéries (SCHULTZE, 1998). Este processo de recomposição dá origem os solos construídos, minesoils, os quis são formdos por mteriis e procedimentos ntropogênicos, ou sej, determindos pel ção humn, dquirindo n condição mbiente o longo do tempo um evolução pedogênic (KÄMPF et. l., 2000; PINTO & KÄMPF, 2002). 2.2 Degrdção mbientl Reinert (1997) consider como degrdção do solo perd de condições desejáveis, relcionds o crescimento de plnts e o mbiente, e propõe que recuperção de solos sej definid como o melhormento d qulidde de um solo

19 18 degrddo no sentido de dquirir novmente sus condições originis. O Mnul de Recuperção de Áres Degrdds pel Minerção (IBAMA, 1990) define que degrdção de um áre ocorre qundo vegetção ntiv e fun forem destruíds, removids ou expulss; cmd fértil do solo for perdid, removid ou enterrd; e qulidde e regime de vzão do sistem hídrico forem lterdos. Snches & Formoso (1990) citm que os impctos mbientis provocdos pel minerção de crvão, principlmente céu berto, crretm contminção do solo, águ e r, cusndo impctos temporários ou permnentes. Segundo Sthl et l. (2002), dentre os impctos cusdos pelo processo de lvr, pode-se citr perd complet d vegetção d superfície do solo, destruição d estrutur do solo e eliminção do hbitt dos orgnismos do solo, expulsndo fun existente no locl. Estes utores citm ind que vários ftores de nturez físic e químic do rejeito crbonífero limitm o estbelecimento vegetl, restringindo rebilitção ds áres de minerção, cusndo sérios efeitos nos tributos físicos, químicos e biológicos, e consequentemente resultndo em reduções significtivs d qulidde do solo. Além disso, tráfego freqüente de veículos tmbém contribui pr modificr estrutur do solo, cusndo compctção do solo e, consequentemente, redução do volume do espço poroso, o umento d densidde do solo e lterções ns proprieddes hidráulics, fetndo movimentção d águ e de soluções do solo, e tmbém o desenvolvimento ds plnts e rízes. Em conseqüênci d desgregção d estrutur e d redução d cpcidde de infiltrção d águ, ocorre um mior escomento superficil e exposição de cmds rics em pirit, o que crret um série de prejuízos no desenvolvimento d vegetção, fontes pontuis de poluição e precimento de um rápido e intenso processo erosivo (PINTO & KÄMPF, 2002). A oxidção d pirit (FeS 2 ), contid no crvão e litologis ssocids, produz ácido sulfúrico, provocndo o fenômeno d drengem ácid, que polui s águs e inibe revegetção ds áres construíds. Isto se deve à produção de ltos níveis de cidez (ph<3,5), que cus deficiênci de nutrientes pr s plnts e concentrções tóxics de metis (Nunes, 2002).

20 19 A reversão deste qudro, segundo Pinto & Kämpf (2002), só será possível com correção d cidez, controle d erosão ds áres recuperds trvés de mnejo e com o rápido estbelecimento d vegetção e mnutenção d cobertur do solo o longo do tempo. 2.3 Recuperção de áres degrdds A recuperção de áres degrdds pode ser conceitud como um conjunto de ções, idelizds e executds por profissionis de diferentes áres, que vism proporcionr o restbelecimento de condições de equilíbrio e sustentbilidde existentes nteriormente em um sistem nturl (DIAS & GRIFFITH, 1998). Os objetivos d recuperção dos solos construídos prevêem bsicmente o surgimento de sucessão vegetl, de modo que ess revegetção promov inibição d ocorrênci do processo erosivo nests áres, trvés d presenç de indícios de reestruturção ds proprieddes físics do solo, início de reciclgem de nutrientes, vegetção e orgnismos vivos (BUGIN, 2002). As proprieddes dos solos construídos refletem s crcterístics dos mteriis constituintes do solo nturl e do método de construção dotdo. A correção posterior dos distúrbios pode ser difícil e oneros, o que sugere que hj um considerável controle sobre s crcterístics do solo construído, obtido trvés de um dequdo mnejo e método de construção, com cuiddos seleção dos mteriis mis dequdos pr construção e corret disposição destes ns áres serem recuperds (PINTO, 1997). De cordo com Schfer et l. (1980), se forem construídos com mteriis de lt qulidde e em um inclinção estável, esses podem superr o potencil de lguns solos nturis. No momento d escolh ds técnics de lvr e de recomposição serem dotds, devem ser levdos em considerção os spectos locis e s crcterístics prticulres de cd região (KOPEZINSKI, 2000), pois s operções de construção do solo devem ser cuiddosmente vlids pr determinr su influênci ns condições físics dos solos construídos (MCSWEENEY & JANSEN, 1991). Segundo Nunes (2002), pr que sej possível o sucesso n recuperção de áres degrdds

21 20 são necessários estudos que visem vlir s váris forms de degrdção cusds por lterções nos tributos dos solos construídos, bem como seu potencil de uso, pr obtenção de índices que permitm estipulr o impcto mbientl desss áres minerds, contribuindo ssim pr dignosticr os problems existentes e propor dequd recuperção dests áres Revegetção de áres degrdds A revegetção, segundo Bugin (2002), é etp do processo de recuperção d áre em que são dotds s medids pr implntção de um cobertur vegetl, visndo não somente recuperção pisgístic, ms tmbém o controle dos processos erosivos e recuperção ds proprieddes do solo. Qulquer estudo que inclu vlição d qulidde mbientl de um região ou compreensão dos processos que conduzirm um dd situção não pode deixr de considerr cobertur vegetl (OLIVEIRA & BALBUENO, 2000), qul pode reduzir prte dos prejuízos cusdos pels operções de minerção céu berto (BARNHISEL & MASSEY, 1969). N miori ds vezes, o solo ds áres construíds possui crcterístics físico-químics lterds, presentndo níveis bixos de nutrientes, qundo comprdos às do solo originl. Um dequdo desenvolvimento d vegetção pode uxilir n correção desses ftores, ou sej, deve-se escolher espécies que tenhm cpcidde pr crescer rpidmente, proteger e enriquecer o solo, brigr e limentr fun, recompor pisgem e restbelecer o regime hídrico (KOPEZINSKI, 2000). Os benefícios ds coberturs vegetis não se limitm à diminuição do efeito erosivo ds chuvs. Durnte decomposição de restos de culturs pel ção ds bctéris eróbics e especilmente de mteril celulósico, são produzidos ácidos poliurônicos que conferem estbilidde dos gregdos do solo. O sistem rdiculr ds plnts de cobertur tmbém é um ftor importnte no controle d erosão e n gregção, pois pode tur como gente rompedor de cmds compctds n superfície e em profundidde e como uxílio de gregção n rizosfer trvés d forç exercid pels rízes o umentrem seu diâmetro (BAVER et l., 1973).

22 21 A mnutenção do solo coberto trz tmbém outros benefícios, tis como; proteção contr rdição solr, mntendo s temperturs mis bixs, reduzindo, dest form, perd de águ por evporção, e mntendo conseqüentemente os teores de águ elevdos por períodos mis longos; mior controle de plnts dninhs; mior ciclgem de nutrientes lém de beneficir tividde biológic (GASSEN & GASSEN, 1996) Crcterizção d áre experimentl N escolh ds espécies vegetis serem utilizds n etp de revegetção n áre de minerção de Cndiot (Fig. 2.1) tornou-se importnte utilizção de critérios como quntidde de biomss produzid e dptção d espécie às condições edfoclimátics do locl, pois deverão suportr períodos de déficit hídrico durnte o verão e bixs temperturs durnte o inverno. Além disso, devem suportr sítios de lclinidde e cidez vriáveis devido o uso de clcário e o processo de oxidção d pirit, que pode estr misturd o mteril de origem (FRANCO, 2006). O clim d região é clssificdo como sendo do tipo Cf, ou sej, subtropicl úmido de cordo com clssificção de Wilhelm Köppen. N tb. 2.1 são presentdos os ddos de precipitção mensis n áre de minerção de crvão de Cndiot RS. Tbel Ddos de precipitção mensis n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS. Meses Médi jneiro fevereiro mrço bril mio junho julho gosto setembro outubro novembro dezembro Totl Fonte: CRM

23 22 Figur 2.1 Loclizção d áre experimentl. Adptdo de Nunes (2002). As grmínes perenes, por presentrem mior densidde de rízes e melhor distribuição do sistem rdiculr no solo, fvorecem s ligções dos pontos de contto entre prtículs mineris e gregdos, contribuindo pr su formção e estbilidde, e podem ser usds como plnts recuperdors d estrutur do solo em áres degrdds (SILVA & MIELNICZUK, 1997). Porém, consorcição de grmínes e leguminoss é mis eficiente n regregção do que somente leguminoss ou somente grmínes (ALLISON, 1973). Entre s espécies de plnts de cobertur escolhids pr revegetção d áre de minerção de Cndiot estão grmínes perenes: Hemártri (Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd), Grm Tifton (Cynodon dctilon (L.) Pers.), Penscol (Psplum nottum Flüggé) e Brquiári briznt (Brchiri briznth (Hochst.) Stpf); e um leguminos perene: Amendoim Forrgeiro (Archis pintoi Krpov. & W. C.

24 23 Greg.). Segundo Cook et l. (2008), Hemártri (Fig. 2.2) é um espécie ntiv em diversos continentes: Sul d Europ (Gréci, Itáli, Espnh), Áfric, Oceno Indico, Ási Ocidentl (Turqui, Arábi Sudit, Líbno), Sul d Ási (Índi), Sudeste Asiático (Indonési, Tilândi, Minmr). Est plnt cresce bem em solos com ph entre 5,5 e 6,5, ms toler cidez té ph 4,5. Além disso, é muito tolernte locis com problems de enchrcmento, tolerndo tmbém períodos curtos de sec. Por ser encontrd nturlmente entre ltitudes 40ºN e 34ºS, toler clor (ótimo de desenvolvimento entre 31 e 35ºC) e geds, tolerndo frios de té -10ºC. Possui lt velocidde de crescimento e lto potencil de dição de biomss por períodos miores que outrs grmínes tropicis. Produz pouc semente, logo su implntção se dá por muds (estcs de estolões). A Penscol é um grmíne perene originl do estdo do Rio Grnde do Sul que foi melhord n Flórid (EUA), present estolões curtos e folhs estreits. Requer índice pluviométrico cim de 800mm nul e tem bix resistênci o sombremento. Est plnt é muito rústic, present bom vlor nutritivo e é resistente o pisoteio. Apresent, entretnto, desenvolvimento lento e incidênci lt de sementes dormentes (PUPO, 1979). Já Grm Tifton (Fig. 2.2) é, provvelmente, originári do Sudeste d Áfric, sendo est, um grmíne de clim subtropicl temperdo, rizomtos, com vários híbridos de interesse forrgeiro, entre eles o Cost Cross, Tifton 68 e 85 e Florkirk. El é sensível o sombremento, é menos tolernte o frio que s demis, e é reltivmente exigente em fertilidde. Entretnto, present enrizmento cd nó, lhe conferindo um vntgem comprtiv em termos de estbelecimento (AGPC, 2008). A Brquiári Briznt, conforme Cook et l. (2008), é um grmíne perene tropicl, de crescimento rápido em condições de tempertur elevd, estolonífer, dptd solos de textur médi rgilos, médi tolerânci sec, não toler fogo e enchrcmento, e é dptd condições de menor fertilidde, embor prefir solos

25 24 com ph entre 5 e 7,5. Não suport sombremento e frio. Su propgção se dá vi sementes. Grm Tifton Hemártri Figur 2.2 Cobertur d Hemártri e d Grm Tifton n áre experimentl. O Amendoim Forrgeiro é um leguminos perene, ntiv, com crescimento rsteiro e estolonífero, com tlo rmificdo, circulr, present entrenós curtos e estolões fortes. Excelente forrgeir, teri o ppel de incluir N biologicmente no sistem, pois é cpz de fixr nulmente entre 60 e 150 Kg/h, equivlendo (em N) de kg/h de uréi. Exige índice pluviométrico cim dos 900mm nuis, tem bo resistênci o sombremento. Indicd pr pstoreio, cobertur verde e consorcição com grmínes (COOK et l., 2008). A utilizção de espécies perenes é justificd pel propriedde dests espécies de se mnterem n áre o longo do tempo, possibilitndo um menor interferênci do homem nos nos seguintes. Além disso, ests espécies presentm um lt

26 25 cpcidde de dição de biomss. A introdução de um leguminos vis grntir o suprimento de nitrogênio trvés d fixção biológic. O experimento é composto pelos seguintes trtmentos (Fig. 2.3): T1 Hemártri (Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd), T2 - Grm Tifton (Cynodon dctilon (L.) Pers.), T3 Penscol (Psplum nottum Flüggé), T4 - Hemártri + Amendoim Forrgeiro (Archis pintoi Krpov. & W. C. Greg.), T5 Grm Tifton + Amendoim Forrgeiro, T6 - Penscol + Amendoim Forrgeiro, T7 - Brquiári briznt (Brchiri briznth (Hochst.) Stpf), T8 - Solo nturl d frente de minerção. Figur 2.3 Delinemento experimentl. Este último pode ser considerdo como testemunh ou solo no estdo imeditmente nterior à su remoção, empilhmento e uso pr construção do solo no processo de recuperção d áre minerd. Porém, neste trblho form nlisdos pens os ddos obtidos prtir dos trtmentos com s grmínes solteirs, sendo excluídos os obtidos dos consórcios

27 26 grmíne e leguminos, ou sej, os trtmentos T4, T5 e T6, devido o não estbelecimento do mendoim forrgeiro em função dos seguidos períodos de sec ocorridos durnte condução do experimento. 2.4 Atributos físicos do solo Os tributos físicos do solo são os de mis difícil controle e em solos construídos são extremmente vriáveis (MCSWEENEY & JANSEN, 1991; Bell, 1994). As operções de lvr e de recomposição executds ns tividdes de minerção de crvão cusm importntes lterções sobre os tributos físicos do solo, como diminuição d estbilidde dos gregdos, o umento d densidde do solo, lterções n porosidde, permebilidde e estrutur em relção o solo nturl, e, consequentemente diminuição do desenvolvimento norml ds plnts (NUNES, 2002), ssim como um menor disponibilidde de águ e um menor erção (POTTER et l., 1988). Esss lterções não se restringem pens o contrste entre o solo nturl e o solo construído, els continum gindo o longo do tempo devido à ção ds intempéries. Os tributos densidde do solo, porosidde totl, mcro e microporosidde têm sido utilizdos como indicdores d qulidde físic do solo pr o desenvolvimento de plnts (SPERA et l., 2004). Um contínu vlição, no tempo, destes tributos físicos permite monitorr eficiênci ou não de sistems de mnejo do solo ou de outrs tividdes diferentes, qundo se objetiv estbilidde estruturl (SECCO et l., 2005). Estudos relizdos por Pedersen et l. (1980) e Huser & Chichester (1989) mostrm que os solos construídos são pouco estruturdos, com lt densidde, bix porosidde, menor infiltrção, bix condutividde hidráulic, bix disponibilidde e redistribuição de águ e mis lto teor de rgil e de frgmentos rochosos em relção os solos nturis de referênci. Esses tributos físico-hídricos dos solos construídos são condiciondos pelo mnejo e método de construção, com cuiddos seleção de mteriis pr construção dos solos e corret disposição destes ns áres serem recuperds (INDORANTE et l., 1981; SNARKI et l., 1981; PINTO, 1997).

28 27 O solo construído d áre de minerção de Cndiot se enqudr neste contexto, principlmente por ter um textur predominntemente rgilos e por ter vrições dos tributos físicos muito semelhntes os citdos nteriormente. N crcterizção inicil, relizd por Frnco em mio de 2004, o solo construído d áre experimentl presentou mior concentrção de gregdos n clsse de 1,00-0,25mm n cmd superficil, ocsionndo um menor diâmetro médio ponderdo (DMP). Isto pode ser explicdo pelo menor conteúdo de crbono orgânico do solo construído em relção o solo nturl que result em um menor estbilidde dos gregdos e ssim, em um menor DMP. Já n cmd subsuperficil, o solo construído presentou mior concentrção de gregdos de mior tmnho, porém com vlores de DMP semelhntes o do solo nturl. Conforme Kämpf et l. (2000), um estrutur não fvorável é um ds principis conseqüêncis de solos com pouco tempo de construção. Então, o pouco tempo decorrido entre instlção do experimento (nov/2003) e crcterizção físic do solo construído relizd em 2004 (Frnco, 2006) não foi suficiente pr que se verificsse influênci ds plnts de cobertur sobre estrutur deste solo. Em trblho relizdo por Nunes (2002), n áre de minerção de crvão de Cndiot-RS, como o objetivo de verificr se os métodos de lvr e de recomposição mbientl degrdm s condições físics do solo dos solos construídos, utor observou que, embor presentssem diferentes mteriis e métodos de construção, o solo construído com cinco nos presentou mior gregção do que o solo com um no de construção. O que lev inferir que o longo do tempo estes solos tendm desenvolver um estrutur morfológic. O solo construído d áre experimentl present mior porcentgem d frção rgil, enqunto que o solo nturl present miores teores de rei, pesr dos dois possuírem o mesmo mteril de origem (FRANCO, 2006). Nunes (2002) observou que, os teores de rgil, silte e rei, cor do solo (2,5 YR) e conteúdo de crbono orgânico do solos construídos são muito semelhntes os do horizonte B do perfil modl do solo nturl, indicndo que nest áre não foi utilizdo mteril do horizonte A e sim do B, chmdo, n min de Cndiot, de rgil vermelh. Qunto à densidde, o solo construído d áre experimentl presentou n su

29 28 crcterizção inicil, vlores de densidde n cmd superficil semelhntes o do solo nturl, enqunto que n cmd subsuperficil o solo construído present miores vlores de densidde que o solo nturl. Segundo Frnco (2006), isto pode estr relciondo às operções relizds por ocsião d instlção do experimento onde, foi feit escrificção pr descompctr o solo e um grdgem pr incorporr o clcário, tingindo pens cmd superficil. Em relção à porosidde, cmd superficil do solo construído presentou s miores porcentgens de mcroporos qundo comprd com cmd subsuperficil, e ssim pode-se dizer que cmd subsuperficil do solo construído é mis restritiv o desenvolvimento ds plnts que cmd superficil. Assim n recuperção de áres degrdds pel minerção é importnte minimizr s lterções negtivs dos tributos do solo, pr que o desenvolvimento de vegetção poss ocorrer de mneir stisftóri, diminuindo considervelmente s perds de solo por erosão.

30 3 EFEITO DE PLANTAS DE COBERTURA NA AGREGAÇÃO DE UM SOLO CONSTRUÍDO NA ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO DE CANDIOTA RS APÓS TRÊS ANOS

31 EFEITO DE PLANTAS DE COBERTURA NA AGREGAÇÃO DE UM SOLO CONSTRUÍDO NA ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO DE CANDIOTA RS APÓS TRÊS ANOS EFFECT OF COVER CROPS ON THE AGGREGATION OF CONSTRUCTED SOIL IN COAL MINING AREA IN CANDIOTA-RS, BRAZIL, AFTER THREE YEARS 3.1 Resumo - As modificções cusds por tividdes como minerção fetm diretmente estrutur do solo, o qul tende perder su estrutur originl. O retorno do solo construído um condição próxim do solo nturl depende d su reestruturção, e pr isso é necessário que o ciclo d mtéri orgânic sej restbelecido. Plnts de cobertur podem presentr efeitos benéficos n gregção do solo, sej por efeito mecânico ds rízes, ou pel gerção de mtéri orgânic, minimizndo os efeitos d degrdção. Neste contexto, o objetivo deste trblho foi vlir influênci de diferentes plnts de cobertur n gregção de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot RS, pós três nos de condução do experimento. Form feits s seguintes vlições: distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho, diâmetro médio ponderdo e crbono orgânico. O experimento, implntdo em nov/dez de 2003 e delinedo em blocos o cso com 4 repetições, present os seguintes trtmentos: T1 - Hemártri (Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd), T2 - Grm Tifton (Cynodon dctilon (L.) Pers.), T3 Penscol (Psplum nottum Flüggé), T4 - Brquiári briznt (Brchiri briznth (Hochst.) Stpf), T5 - Solo nturl d frente de minerção. As mostrs de solo form coletds ns cmds: 0,0 0,05m; 0,05 0,10m e 0,10 0,20m. Os resultdos obtidos mostrm que: 1) Após 3 nos de

32 31 condução do experimento mior concentrção de gregdos estáveis em águ ocorreu n clsse 1,00 0,25mm, de form mis centud n cmd superficil em todos os trtmentos. 2) Não houve efeito dos trtmentos n gregção, com exceção d Hemártri n cmd 0,0 0,05m. 3) Os vlores de diâmetro médio ponderdo de gregdos do solo construído diminuírm o longo do tempo, pesr do umento no conteúdo de crbono orgânico. 4) O efeito ds plnts de cobertur sobre gregção do solo construído ind é muito incipiente. Plvrs Chve: Estrutur. Crbono orgânico. Minerção. Crvão.

33 Abstrct - The modifictions cused by mining ffect the soil structure, which tends to lose its originl structure. The constructed soil might return to nturl condition but it depends on its reorgniztion. However, for this is necessry tht the cycle of the orgnic mtter be reestblished. Cover crops cn present beneficil effect the soil ggregtion, either for mechnicl effect of the roots, or for the genertion of orgnic mtter, minimizing the degrdtion effect. In this context, the objective of this work ws to evlute the influence of different cover crops in the constructed soil ggregtion in col mining re in Cndiot-RS, fter 3 yers of experiment conduction. Aggregtes stbility in different size clsses, men weight dimeter (MWD) nd orgnic crbon were nlyzed. The experiment, instlled in nov/dez of 2003, is comprised of four rndomized blocks with four tretments: T1 - Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd, T2 - Cynodon dctilon (L.) Pers., T3 Psplum nottum Flüggé, T4 - Brchiri briznth (Hochst.) Stpf, T5 nturl soil. The soil smples were collected from the lyers: 0,0-0,05m; 0,05-0,10m nd 0,10-0,20m. The gotten results show tht: 1) After 3 yers of experiment conduction, the wter stble ggregte ws higher in clss 1,00-0,25mm, minly in the superficil lyer in ll tretments. 2) There ws effect of the tretments on the ggregtion, with exception of the Hemrthri ltissim in lyer 0,0-0,05m. 3) The vlues of MWD reduced long time, despite the increse in the orgnic crbon content. 4) The effect of the cover crops on the constructed soil ggregtion is still very incipient. Key words: Wter Stble Aggregtes. Structure. Orgnic crbon. Mining. Col.

34 Introdução A minerção de crvão é um tividde de grnde importânci pr economi brsileir (LOES, 1998). É em Cndiot, no Estdo do Rio Grnde do Sul, que está loclizd mior reserv de crvão do pís, sendo su explorção relizd céu berto (CRM, 2007). Modificções ntrópics, cusds por tividdes como minerção, fetm diretmente estrutur do solo, qul tende perder su estrutur originl. Durnte s etps de extrção do crvão e recomposição d pisgem ocorrem lterções negtivs n estrutur, provocds pel mistur de horizontes com rejeitos de crvão, subsolo e pedços de rochs, lém d compctção cusd pelo empilhmento ds cmds de solo trvés do uso de máquins e equipmentos pesdos. A perd de condições desejáveis do solo, relcionds com o crescimento de plnts, rmzenmento e movimento de águ no solo, tem sido considerd como degrdção do solo, e o predispõe à perd d qulidde estruturl e conseqüentemente à erosão hídric (REINERT, 1997). Est definição está relciond à perd d produtividde dos solos decorrentes d diminuição de nutrientes, mtéri orgânic, mudnçs em tributos físicos e conseqüêncis dverss, que fetrm estrutur do solo. Os impctos negtivos nos tributos físicos do solo ocorrem rpidmente, ms su recuperção tende ser bstnte lent. Em áres degrdds pel remoção d vegetção e do solo tem-se buscdo recuperção por meio d revegetção, pois é conhecid inter-relção d vegetção com morfologi, químic e biologi do solo (GARAY et l., 2003). A vegetção e, consequentemente, mtéri orgânic, são ftores de importânci n formção de gregdos, trvés d ção mecânic ds rízes ou pel excreção de substâncis com ção cimentnte, e isto indiretmente, fornece nutrientes à fun do solo (KIEHL, 1979). A estbilidde dos gregdos do solo pode ser resultdo d ção d união mecânic por céluls e hifs dos orgnismos, dos efeitos cimentntes dos produtos derivdos d síntese microbin ou d ção estbilizdor dos produtos de decomposição, que gem individulmente ou em conjunto (BAVER et

35 34 l., 1973). Segundo Allison (1973), s plnts exercem significtivo benefício n gregção, pois presentm rízes fins que se rmificm pelo solo, pressionndo s prtículs e predispondo formção de gregdos. Além disso, removem continumente águ, crindo condições mis secs n região ds rízes e, pel exsudção, fornecem limento pr microorgnismos d rizosfer, os quis influencim n gregção. O tipo de vegetção tmbém interfere n estruturção dos solos, ou sej, lgums espécies podem ser mis eficientes do que outrs. Solos fisicmente degrddos podem ser recuperdos com o cultivo de espécies de diferentes sistems éreos e rdiculres que dicionem mteril orgânico de quntidde e composição vrid (WOHLENBERG et l., 2004). As grmínes perenes são mis eficientes em umentr estbilidde de gregdos do que s leguminoss (CARPENEDO & MIELNICZUK, 1990), por presentrem um sistem rdiculr mis extenso e denso, fvorecendo s ligções dos pontos de contto entre s prtículs mineris e gregdos, e podem ser utilizds como plnts recuperdors d estrutur do solo de áres degrdds (SILVA & MIELNICZUK, 1997). N recuperção de um solo degrddo, dição e blnço de mtéri orgânic são fundmentis, pois melhori e mnutenção ds condições físics do solo só poderão ser lcnçds e mntids trvés d ção ds rízes, d tividde mcro e microbiológic e d decomposição do mteril orgânico (ALVES, 1992). A influênci d mtéri orgânic n gregção do solo é um processo dinâmico, sendo necessário o créscimo contínuo de mteril orgânico pr mnter estrutur dequd o desenvolvimento ds plnts. Sistems de mnejo de solo e de culturs, dequdmente conduzidos, proporcionm o porte de mteril orgânico por meio de resíduos vegetis, lém d ção benéfic ds rízes ds plnts e proteção oferecid à superfície do solo (CAMPOS et l., 1995). No cso de solos construídos em áres de minerção, o seu retorno um condição próxim do solo nturl dependerá de su reestruturção, qul está bsed principlmente no restbelecimento do ciclo d mtéri orgânic e d tividde rdiculr. Culturs com sistem rdiculr gressivo, cpzes de ter ção gregdor do solo, podem minimizr os efeitos negtivos d degrdção dos solos por

36 35 meio de melhoris n su estrutur. Assim, deve-se buscr plnts de cobertur que possum ests crcterístics e sejm mis dptds às condições deste ecossistem, pr que se verifique o efeito dests plnts sobre os tributos do solo, minimizndo os efeitos prejudiciis d erosão (FRANCO, 2006). Neste contexto, o objetivo deste trblho é vlir influênci de diferentes plnts de cobertur n gregção de um solo construído n áre de minerção de crvão de Cndiot RS, pós três nos de condução do experimento. 3.4 Mteril e Métodos A áre de estudo se locliz n região d Cmpnh do Estdo do Rio Grnde do Sul, especificmente, n áre de minerção de crvão de Cndiot d Compnhi Riogrndense de Minerção (CRM), no município de Cndiot, RS. O município de Cndiot, cujs coordends geográfics são 31,55 de ltitude sul e 53,67 de longitude oeste, está situdo 400 km d cidde de Porto Alegre e 140 km de Pelots. O clim d região é clssificdo como sendo do tipo Cf, ou sej, subtropicl úmido de cordo com clssificção de Wilhelm Köppen. O solo construído d áre experimentl crcteriz-se pel mistur de horizontes, com o predomínio do horizonte B, sendo que o solo nturl é clssificdo como Argissolo Vermelho Eutrófico típico (EMBRAPA, 2006). A crcterizção grnulométric do solo construído e do solo nturl é presentd n tb Tbel 3.1 Distribuição ds prtículs do solo por tmnho de prtículs do solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS. Arei Silte Argil Arei Silte Argil % Cmd 0,0-0,10m Cmd 0,10-0,20m Solo Construído 33,60 21,09 45,30 31,76 20,40 47,78 Solo Nturl 47,78 27,18 25,04 44,49 25,61 29,90 Adptdo de FRANCO (2006). A instlção do experimento ocorreu em novembro/dezembro de O delinemento experimentl é constituído de blocos o cso com 4 repetições, em

37 36 prcels de 20 m 2 (4m x 5m) com os seguintes trtmentos: T1 - Hemártri (Hemrthri ltissim (Poir.) Stpf & C. E. Hubbrd), T2 - Grm Tifton (Cynodon dctilon (L.) Pers.), T3 - Penscol (Psplum nottum Flüggé), T4 - Brquiári briznt (Brchiri briznth (Hochst.) Stpf), T5 - Solo nturl d frente de minerção. Este último pode ser considerdo como testemunh ou solo no estdo imeditmente nterior à su remoção, empilhmento e uso pr construção do solo no processo de recuperção d áre minerd. Os ddos do solo nturl (T5) form obtidos do trblho de Nunes (2002), os quis fzem prte de um trnseção de 117 metros, onde form coletds mostrs de 40 pontos, distntes 3 metros entre si. Por ocsião d instlção do experimento o solo foi escrificdo com ptrol um profundidde de proximdmente 0,10 0,15 m. Posterior à escrificção foi relizd um clgem com plicção correspondente 10,4 ton/h de clcário com PRNT de 100% e um dubção correspondente 900 kg/h d fórmul , conforme resultdos obtidos pel nálise de solo. Além disto, form relizds, em tods s primvers (out/nov) dubções nitrogends utilizndo sulfto de mônio n dose correspondente 40 kg/h de nitrogênio e cpins mnuis com enxd, sempre que surgissem invsors n áre, num freqüênci de dus três cpins nuis. Form coletds mostrs deformds em mio de 2007, ns cmds de 0,0 0,05m, 0,05 0,10m e 0,10 0,20m, com dus repetições. Pr s determinções d distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho e do diâmetro médio ponderdo form utilizds mostrs pssds n peneir de mlh de 9,52 mm, com bse no peneirmento úmido, seguindo o princípio do método descrito por Kemper & Rosenu (1986) e dptdo por Plmeir et l. (1999), que utiliz o prelho de oscilção verticl de Yoder (1936). Os intervlos ds clsses form: C1: 9,52-4,76mm; C2: 4,76-2,0mm; C3: 2,00-1,00mm; C4: 1,0-0,25mm; C5: 0,25-0,105mm e C6: < 0,105mm. O conteúdo de crbono foi determindo segundo Tedesco et l. (1995). Pr vlir influênci ds diferentes plnts de cobertur o longo do tempo (3 nos) os ddos obtidos, neste estudo, form comprdos com os ddos obtidos por Frnco (2006), cuj colet foi relizd em mio de 2004, correspondentes à crcterizção físic inicil. Pr tnto form clculds s médis dos ddos obtidos

38 37 ns cmds de 0,0 0,05m e 0,05 0,10m. Os resultdos obtidos form nlisdos trvés d nálise d vriânci e comprção de médis pelo teste de Duncn 5% de probbilidde de erro, utilizndo o Sistem de Análise Esttístic Winstt (MACHADO, 2001). 3.5 Resultdos e Discussão A distribuição percentul de gregdos estáveis em águ em clsses de tmnho e ns diferentes cmds do solo (Fig. 3.1) mostr que, pós três nos de condução do experimento, mior concentrção de gregdos estáveis em águ ocorreu n clsse 1,00 0,25mm (em torno de 43,42 34,60%) em todos os trtmentos e cmds, porém de form mis centud n cmd de 0,0 0,05m. Frnco (2006), n crcterizção físic inicil do experimento, tmbém observou um mior concentrção de gregdos estáveis em águ n cmd superficil (0,0 0,10m) do solo construído n clsse de 1,00 0,25mm, porém, n cmd subsuperficil (0,10 0,20m), encontrou mior concentrção n clsse de 4,76 2,00mm. Por su vez, Nunes (2002) observou em solos construídos mior concentrção de gregdos n clsse de 1,00 e 0,50mm, em contrste com o solo nturl, no qul mior gregção ocorre n clsse de mior diâmetro 9,52-4,76mm. A utor tribui isto o processo de quebr dos gregdos de mior tmnho durnte os processos de retird do solo d frente de minerção, trnsporte, deposição e prepro n áre regenerd. Observ-se n Fig. 3.1 que, n cmd 0,0 0,05m, os trtmentos T1 e T3 diferirm significtivmente entre si ns clsses 9,52 4,76mm e 4,76 2,00mm, demonstrndo um ção benéfic d Hemártri (T1) n formção de gregdos nesss clsses de tmnho, em detrimento d Penscol (T3), que presentou menor concentrção.

39 38 Cmd 0,0-0,05m b b b b b b 0 9,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0, Cmd 0,05-0,10m T1 T T3 T4 0 9,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0,105 Cmd 0,10-0,20m ,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0,105 Médis seguids pel mesm letr, dentro d mesm clsse, não diferirm significtivmente entre si, pelo teste de Duncn 5% de problidde de erro. T1 Hemártri; T2 Tifton; T3 Penscol; T4 Brquiári briznt. Figur Distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho, ns cmds: 0,0 0,05m, 0,05 0,10m e 0,10-0,20m de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS (médi de 8 repetições).

40 39 A menor concentrção de gregdos ns clsses de mior diâmetro n cmd superficil do solo construído pode ser devido à su mior exposição à ção de ftores externos que cusm desgregção, principlmente ção erosiv d chuv, flt de cobertur do solo e bix concentrção de crbono orgânico, gente gregdor ds prtículs do solo. A Fig. 3.2 mostr os vlores de DMP e de C.O. em função dos trtmentos estuddos. Observ-se, de um mneir gerl, que o DMP present vlores menores n cmd superficil em todos os trtmentos estuddos, o que reflete um menor concentrção de gregdos de mior tmnho nest cmd, e, portnto gregdos com menor estbilidde. Ns cmds subseqüentes (0,05-0,10m e 0,10-0,20m) os vlores de DMP form ligeirmente miores. Embor os vlores de crbono orgânico sejm miores n cmd superficil (Fig. 3.2) isto não se refletiu em mior gregção. Comprndo-se os vlores de DMP com os do C.O. observ-se um efeito inverso, ou sej, enqunto o crbono orgânico diminui em profundidde o DMP ument, o que contrdiz teori de formção do gregdo (Bver et l., 1973), onde o DMP ument de cordo o com umento de crbono orgânico, conforme discutido em Plmeir et l. (1999). Cbe ressltr que o solo que fz prte deste experimento foi construído com o horizonte B do solo nturl, com lto teor de rgil (tb. 3.1), utilizndo máquins pesds, o que crretou um solo extremmente compctdo e com bixo conteúdo de crbono orgânico. O fto ds cmds subsuperficiis presentrem miores vlores de DMP, não deve estr relciondo possíveis efeitos de trtmento, ms à própri construção do solo. A compctção do solo lev o umento d coesão entre s prtículs, o que dificult posteriormente su desestruturção à medid que mss de solo é submetid à ção de intempéries. Dess form, no presente cso, os menores vlores de DMP obtidos n cmd superficil estão relciondos à mior destruição dos gregdos, rtificilmente formdos, pels operções de prepro e cultivo do solo, e pel mior exposição os processos erosivos d chuv, cujos efeitos ind não são observdos ns cmds mis profunds.

41 40 A diferenç significtiv do DMP entre trtmentos, observd n cmd superficil, mostr que o efeito d Hemártri (T1) n gregção foi mior que o d Penscol (T3). Isto provvelmente está relciondo à mior produção de mtéri sec (C.O.) e mior cobertur do solo oferecid pel Hemártri. DMP (mm) b b b T1 T2 T3 T ,0-0,05 0,05-0,10 0,10-0,20 Cmds (m) 10 C.O. (g kg -1 ) T1 T2 T3 T ,0-0,05 0,05-0,10 0,10-0,20 Cmds (m) Médis seguids pel mesm letr, dentro de cd cmd, não diferirm significtivmente entre si, pelo teste de Duncn 5% de probbilidde de erro. T1 Hemártri; T2 Tifton; T3 Penscol; T4 Brquiári briznt. Figur 3.2 Diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) ns cmds: 0,0 0,05m, 0,05 0,10m e 0,10-0,20m de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS. Pr permitir comprções entre os ddos obtidos pós três nos de condução do experimento com crcterizção inicil relizd por Frnco (2006) foi clculd

42 41 médi dos vlores obtidos ns cmds 0,0 0,05m e 0,05 0,10m, os quis são presentdos n tb Observ-se ness tbel que, tnto n cmd 0,0-0,10m, qunto n 0,10-0,20m, não há efeito significtivo entre trtmentos nos prâmetros de gregção estuddos. Evidencim-se, entretnto, vlores miores de DMP n cmd 0,10-0,20m com relção à cmd 0,0-0,10m. Com relção o crbono orgânico ocorre o contrário, ou sej, os miores vlores são encontrdos n cmd 0,0-0,10m. As rzões pr este fto form discutids nteriormente. Tbel 3.2 Distribuição de gregdos estáveis em águ em diferentes clsses de tmnho, diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) de um solo construído pós 3 nos de condução do experimento (mio/2004 mio/2007) n áre de minerção de crvão de Cndiot, RS. Clsses de distribuição de tmnho de gregdos (mm) DMP C.O. Trt. 9,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0,105 (mm) (g kg -1 ) Cmd 0,0-0,10 m T1 6,84 15,88 18,46 38,69 7,67 12,48 1,57 7,64 T2 5,02 15,08 18,20 39,71 7,85 14,15 1,42 7,28 T3 5,01 13,31 17,50 40,98 7,96 14,22 1,36 7,38 T4 5,46 13,01 16,91 41,13 8,52 14,96 1,37 7,20 Médi 5,58 14,32 17,76 40,13 8,00 13,95 1,43 7,38 DP 1,35 2,52 2,67 2,47 1,67 2,93 0,18 0,73 CV 24,20 17,57 15,01 6,15 20,91 20,98 12,54 9,90 Cmd 0,10-0,20 m T1 6,89 19,04 26,37 34,83 4,95 7,92 1,77 6,68 T2 6,91 16,96 26,41 37,51 4,57 7,64 1,72 5,96 T3 8,51 19,48 25,35 34,60 4,51 7,55 1,88 6,09 T4 5,50 19,00 25,46 35,98 5,27 7,54 1,67 6,07 Médi 6,95 18,62 25,90 35,73 4,83 7,66 1,76 6,20 DP 3,41 4,59 3,39 5,76 1,14 1,08 0,27 0,96 CV 48,98 24,66 13,08 16,13 23,63 14,07 15,24 15,55 As médis seguids pel mesm letr no sentido ds coluns dentro de cd cmd, não diferem significtivmente entre si, pelo teste de Duncn, pr o nível de significânci de 5% de probbilidde de erro. CV coeficiente de vrição; DP desvio pdrão. T1 Hemártri; T2 Tifton; T3 Penscol; T4 Brquiári briznt. N comprção dos ddos obtidos com o solo nturl (Fig. 3.3) observ-se, n distribuição de gregdos ns diferentes clsses, que mior concentrção, no solo nturl, ocorre ns clsses de mior tmnho, com mis evidênci n cmd 0,0 -

43 42 0,10m, o que se confirm com os vlores obtidos no DMP, 3,68mm n cmd superficil, e 3,20mm n cmd subsuperficil. Pel grnde diferenç entre os vlores obtidos, principlmente n clsse de mior tmnho (9,52-4,76mm), entre o solo nturl e os trtmentos estuddos, pode-se firmr que o solo construído está ind muito longe de tingir s condições do solo nturl. Cbe ressltr novmente que o solo construído é constituído de mteriis oriundos principlmente de horizonte B, com bixo conteúdo de crbono orgânico e consequentemente menor gregção. A prtir d comprção de médis (tb. 3.3), relizd pr vlir o efeito dos trtmentos o longo do tempo sobre o DMP do solo construído, observ-se um diminuição significtiv deste, tnto n cmd superficil, qunto n subsuperficil A redução do DMP pós os três nos de experimento se deve um diminuição dos mcrogregdos, tnto n cmd superficil, como n subsuperficil, conforme pode ser observdo n comprção com os ddos de Frnco (2006). Isto, provvelmente, se deve à ção desgregdor d chuv sobre os gregdos formdos por compressão do solo pels máquins pesds utilizds durnte o processo de construção, e tmbém, pel inexistênci, ind, de gentes cimentntes, principlmente substâncis orgânics suficientes pr formr gregdos estáveis. Segundo Roth et l. (1991) e Pldini & Mielniczuk (1991), existe um correlção significtiv entre o conteúdo de mtéri orgânic e os índices de estbilidde dos gregdos, em função d tução ds moléculs orgânics ns etps de su formção e estbilizção, lém se serem fontes de energi pr os microorgnismos, que são importntes gentes de gregção. Logo, credit-se que o umento ocorrido no conteúdo de crbono do solo construído desde crcterizção inicil sej ind insuficiente pr que este tenh efeito n estbilidde dos gregdos deste solo. A prtir d nálise esttístic por comprção de médis de DMP e conteúdo de crbono orgânico, pode-se observr que o trtmento T1 (Hemártri) foi o que presentou menor redução no DMP e mior incremento de crbono orgânico o longo do tempo, ns dus cmds nlisds. Além disso, foi o único que presentou umento significtivo no conteúdo de crbono orgânico n cmd subsuperficil. Embor este trtmento não tenh mostrdo efeito positivo qunto à gregção do solo

44 43 construído, pode-se firmr que tenh sido o trtmento com melhor desempenho em relção os demis. Distribuição de gregdos estáveis em águ (%) Cmd 0,0-0,10m b b b b b b b b b b 9,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0,105 b T1 T2 T3 T4 T5* Clsses de tmnho (mm) Distribuição de gregdos estáveis em águ (%) Cmd 0,10-0,20m b b b b b b b b b b 9,52-4,76 4,76-2,00 2,00-1,00 1,00-0,25 0,25-0,105 < 0,105 T1 T2 T3 T4 T5* Clsses de tmnho (mm) DMP (mm) b b b b b b b b T1 T2 T3 T4 T5* Cmds (m) 25 C.O. (g kg -1 ) b b b b b b b b T1 T2 T3 T4 T5* Cmds (m) Médis seguids pel mesm letr, dentro de cd clsse e cmd, não diferirm significtivmente entre si, pelo teste de Duncn 5% de probbilidde de erro. T1 Hemártri; T2 Tifton; T3 Penscol; T4 Brquiári briznt; T5 Solo nturl. * Ddos dptdos de NUNES (2002). Figur 3.3 Distribuição de gregdos estáveis em águ, diâmetro médio ponderdo (DMP) e crbono orgânico (C.O.) ns cmds: 0,0 0,10m e 0,10 0,20m de um solo construído e do solo nturl d áre de minerção de crvão de Cndiot, RS (médi de 8 repetições).