Uso e manejo de solos frágeis no Bioma Caatinga: ênfase para solos arenosos

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1 Soluções e Desafios para o Uso Sustentável dos Solos da Região Nordeste Uso e manejo de solos frágeis no Bioma Caatinga: ênfase para solos arenosos Autor: André Julio do Amaral Eng o Agr o Pesquisador A Embrapa Solos UEP-Recife Colaboração: Luis Carlos Hernani Embrapa Solos Manoel Batista de Oliveira Neto Embrapa Solos UEP-Recife Tony Jarbas Ferreira da Cunha Embrapa Semiárido Adoildo da Silva Melo Embrapa Solos

2 Roteiro Introdução O recurso Solo, suas interfaces e funções» Definição de Solos Frágeis Um conceito relativo» Tipo de Uso e Manejo de Solos Frágeis no Bioma Caatinga: ênfase para solos arenosos» Avaliação comparativa da Qualidade do Solo em Sistemas de Produção: atributos físicos e químicos Metodologia Resultados preliminares» Considerações Finais

3 INTRODUÇÃO: Solo (pedosfera) componente integrador das esferas fundamentais do nosso planeta: Atmosfera Biosfera Hidrosfera Litosfera Adaptado: Mendonça e Fernandes, 2010.

4 Fatores de Formação do Solo Argissolo Clima e organismos Radiação Solar Precipitação Macro-micro fauna Musgos, líquens Material de origem basalto diabásio riolito granito gnaisse arenito siltito argilito folhelho calcário mármore mat. orgânico Relevo plano suave ondulado ondulado forte ondulado acidentado escarpado Tempo idade absoluta idade relativa Cambissolo Chernossolo Espodossolo Gleissolo Latossolo Luvissolo Neossolo Nitossolo Organossolo Planossolo Plintossolo Vertissolo PROCESSOS PEDOGENÉTICOS adição perda transformação translocação Fonte: adaptado de Ker et al. 2012

5 Funções do solo em ecossistemas: Servir como meio de sustentação, para o crescimento e desenvolvimento de raízes de plantas: fonte de alimento, fibra e energia aos seres humanos; Adsorver e liberar nutrientes e outros compostos químicos, atuando como meio tamponador; Reter e liberar água para as plantas, rios e lençol freático; Armazenar e deixar fluir calor e gases, auxiliando na composição regular da atmosfera; Propiciar habitat favorável aos organismos (micro, meso e macrofauna edáfica), principais responsáveis pela decomposição de resíduos orgânicos e inorgânicos dispostos ao solo; Servir como base para obras de engenharia e construção civil, principalmente casas, edifícios e estradas. Fonte: Brady & Weil, 2008.

6 Importância: Solo, ambiente e Sustentabilidade Qualidade do solo Qualidade Ambiental Sustentabilidade Agrícola Fatores Físicos Qualidade Água Sustentabilidade Econômica Fatores Químicos Fatores Biológicos Qualidade Ar Qualidade Solo Viabilidade Social Qualidade Ambiental Fonte: adaptado de Kuykendall, H

7 CONCEITOS: Importância: Uso agrícola para Produção de alimentos Foto: Magalhães, P.M.S

8 BIOMAS - BRASIL Amazônia Caatinga Cerrado Pantanal Mata Atlântica Campos Gerais km 2 8,8% Fonte:

9 Solos do Bioma Caatinga km 2 LA= Latossolos NL= Neossolos litólicos PV= Argissolos NC=Luvissolos RQ=Neossolos quartzarênicos SX,SN=Planossolos RR=Neossolo regolítico CX=Cambissolos RY=Neossolo flúvico VX=Vertissolos Adaptado de Jacomine, P.K.T, (1996)

10 Áreas de Estudo Projeto Fragissolos

11 CONCEITOS: Solos Frágeis: Solos Frágeis são aqueles que apresentam características intrínsecas que lhe conferem elevada suscetibilidade à degradação - física, química e/ou biológica - e requerem estratégias especiais de manejo para o uso sustentável.

12 Precipitação, mm Distribuição do Regime pluviométrico (mm) durante o período experimental em Petrolina - PE 500 Média 2003 a Maio JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Total Mês Fonte: Embrapa Semiárido. Dados não publicados.

13 Solos Frágeis no Bioma Caatinga: Agreste e Sertão 10,7% 19,2% 4,4% 13,3% Planossolo Háplico Neossolo Litólico Neossolo Regolítico Luvissolo Crômico

14 Problema Fonte: Adaptado de Lal, (1997)

15 Problema Área de solos degradados no mundo Tipo de degradação/ Categoria Área degradada Milhões de ha % Erosão hídrica Erosão eólica Degradação química Degradação física 83 4 Total Fonte: FAO, (1992)

16 Degradação do solo: processos Colocar foto crosta superficial em Petrolina Erosão hídrica Voçoroca Zona da Mata PE Compactação Salinização Crosta superficial Compactação: tráfego de máquinas Salinização

17 Degradação do solo: processos Degradação do solo Erosão hídrica

18 Tipo de Uso e Manejo de Solos Frágeis no Bioma Caatinga: ênfase para solos arenosos Estrutura: grãos simples Neossolo Quartzarênico Textura: arenosa Baixa retenção água Baixa fertilidade natural Alta drenabilidade Uso atual: fruticultura irrigada Manejo: preparo convencional do solo Irrigação: superfície (aspersão) localizada (microaspersão)

19 Avaliação comparativa da Qualidade do Solo em Sistemas de Produção

20 Superfície específica CTC e capacidade tampão Complexação Destoxificação QUÍMICAS Matéria Orgânica do Solo Energia metabólica Estoque de nutrientes Atividade biológica Interação/equilíbrio Agregação e estabilidade Aeração e porosidade Retenção de água Fluxo hídrico e erosão Fonte: adaptado Siqueira et al. 2008

21 Práticas de conservação do solo: Caráter Vegetativo e Edáfico Promoção da qualidade estrutural ao solo.

22 Uso e Manejo do Solo vs Aporte de MO Fotos: acervo Embrapa Solos projeto Fragissolos, Amaral, 2013.

23 Capim Buffel Raízes/agregação em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE

24 Estudo de caso: Parâmetros químicos indicadores de qualidade do solo no bioma caatinga sob uso com fruticultura irrigada

25 Material e métodos Local: Petrolina, PE, Fazenda Boa Esperança Área aproximada: 216 ha ha Uso com fruticultura Solo: Neossolo Quartzarênico órtico típico Sistema de produção: manga irrigada (microaspersão) Área de referência: caatinga hiperxerófila

26 NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Típico Sob Caatinga

27 Início: 1992/1993 Produtividade 25 a 30 Mg ha -1 85% exportação Fertirrigação NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Típico Sob Manga irrigada

28 Material e métodos Área: Manga Área: caatinga Delimitação de transecto: 10 pontos, espaçados em 30 m Amostragem de solo: 0,00-0,10 m; 0,10-0,20; 0,20-0,40; 0,40-0,60; 1,00-1,20; 1,60-1,80 m Época: nov 2011/abr 2012/nov 2012/abr 2013/nov 2013/abr 2014 Determinações: análises físicas e químicas do solo Delineamento experimental: Blocos casualizados, 10 repetições

29 Material e métodos Área: Manga Área: caatinga Atributos químicos: ph-h 2 O; potássio (K + ), fósforo (P-disp.), alumínio (Al 3+ ), cálcio (Ca 2+ ), magnésio (Mg 2+ ), soma de bases (SB), capacidade de troca de cátions (T), saturação por bases (V%), carbono orgânico total dicromato potássio; Atributos físicos: Granulometria, Densidade do solo, Densidade de partículas, porosidade do solo, teor de água CC e PMP: AD. Embrapa (1997).

30 Resultados preliminares Nov 2011: granulometria Distribuição granulométrica, g kg Profundidade, cm Areia Total - Manga Areia Total - Caatinga Silte - Manga Silte - Caatinga Argila - Manga Argila - Caatinga

31 Resultados preliminares: carbono orgânico total no solo Carbono orgânico, g kg -1 Profundidade, cm Manga Caatinga DMS p < 0,05 ns ns ns ns ns

32 Resultados preliminares: parâmetros químicos novembro 2011 Profundidade, cm ph-h 2 O 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7, Manga Caatinga DMS p < 0,05 Profundidade, cm Teor de Al +++ cmol c dm -3 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, Al - Manga Al - Caatinga DMS p < 0,05 40 Profundidade, cm Fósforo, mg dm P-Manga P-Caatinga DMS p < 0,05 ns ns Profundidade, cm Teor de K, mg dm K - Manga K - Caatinga DMS p < 0,05 Profundidade, cm Teor de Ca, Cmol c dm -3 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3, Ca-Manga Ca-Caatinga DMS p < 0,05 ns ns Profundidade, cm Teor de Mg, Cmol c dm -3 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0 ns Mg-Manga Mg-Caatinga DMS p < 0,05 ns ns ns ns ns 180

33 Resultados preliminares: parâmetros químicos novembro 2011 Valor T, Cmol c dm -3 Saturação por bases (V), % Profundidade, cm T - Manga T - Caatinga DMS p < 0,05 ns Profundidade, cm Manga Caatinga DMS p < 0,05 ns ns ns ns

34 Correlação entre CO e atributos químicos em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Correlação (r) entre os teores de Carbono orgânico e alguns atributos químicos do solo, em Petrolina-PE Área 1 2 ph-h 2 O K + P Al 3+ Ca 2+ Mg 2+ SB T V% Caatinga 0,26 ns 0,54 0,66-0,55 0,70 0,45 0,68 0,51 0,44 Manga 0,48 0,68 0,85-0,37 0,88 0,35 0,88 0,85 0,59 1 Considerando a camada de 0-0,6 m (n = 40); 2 valores de correlação seguidos de = significância de p < 0,01; = significância de p < 0,05 e ns = não significativo. Fonte: Amaral et al

35 Relação entre CO e CTC em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Caatinga 0-60 cm Manga, 0-60 cm CTC = 2,470+0,560CO R 2 = 0,71 CTC, cmol c kg CO, g kg -1 Fonte: Amaral et al

36 Relação entre CO e Fósforo (P) em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE P, mg dm P caatinga 0-60 cm P manga 0-60 cm P, caatinga = -1,144+1,773CO R 2 =0,44 P, manga = -1,493+4,337CO R 2 =0, CO, g kg -1 Fonte: Amaral et al

37 Parâmetros físicos indicadores de qualidade do solo no bioma Caatinga sob uso com fruticultura irrigada

38 Parâmetros Físicos do Solo Umidade de saturação (Ɵsat), umidade na capacidade de campo (Ɵcc), umidade no ponto de murcha permanente (Ɵpmp), volume total de poros (VTP), macroporos (Ma), microporos (Mi) e densidade do solo (Ds) e de partícula (Dp), para diferentes camadas do solo em área de Caatinga e Manga irrigada, em Petrolina- PE Uso do Solo Ɵcc 0,1 bar Ɵpmp 1,5 MPa AD VTP Ma Mi Ds Dp...%... mm...%......g cm cm Caatinga 5,3 a 0,96 b 4,3 a 43 a 28,1 a 14,9 b 1,50 a 2,63 a Manga 7,5 a 1,74 a 5,8 a 45 a 17,0 b 28,0 a 1,47 a 2,66 a DMS 4,4 0,26 4,2 2,2 5,5 4,3 0,07 0,08 CV (%) , ,4 4, cm Caatinga 6,50 a 0,95 b 5,5 a 41,1 a 26,1 a 14,96 b 1,55 a 2,64 a Manga 5,40 a 1,43 a 4,0 a 42,3 a 16,9 b 25,36 a 1,56 a 2,70 a DMS 4,3 0,17 4,2 3,3 4,8 4,5 0,06 0,05 CV (%) , ,1 5,1 Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna entre os tratamentos, em cada profundidade para cada uma das variáveis, não diferem entre si pelo teste t p < 0,05. DMS= diferença mínima significativa; CV= coeficiente de variação.

39 Relação entre CO e teor de água na CC e no PMP em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Fonte: Amaral et al

40 Relação entre Ds e volume de poros em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Fonte: Amaral et al

41 Considerações Finais 1. Os Neossolos Quartzarênicos que predominam na área de estudo, estão sendo atualmente utilizados com fruticultura irrigada, principalmente com culturas perenes, com destaque para as culturas de Uva e Manga, em Petrolina- PE. 2. O padrão de manejo atual do solo após longo prazo influenciou os atributos físicos e químicos avaliados quando comparado a vegetação nativa de Caatinga. 3. A adubação com potássio e fósforo, em sistemas irrigados de produção de Manga, incrementa a translocação desses nutrientes para camadas profundas do Neossolo Quartzarênico.

42 Considerações Finais 4. O arranjo poroso do solo foi modificado, devido às tensões aplicadas na superfície do Neossolo Quartzarênico. No entanto, após 20 anos de uso e manejo do solo com fruticultura irrigada, tais modificações não foram suficientes para indicar um grau acentuado de compactação do solo a ponto de limitar o crescimento e desenvolvimento da cultura. 5. Sistemas de produção devem visar manter a superfície do solo, protegida com cobertura vegetal (viva ou morta), minimizar o revolvimento do solo, incrementar os teores de carbono orgânico no solo, não só na superfície, mas também, quando possível, em subsuperfície, por meio do uso de plantas de cobertura, adequadas ao clima semiárido.

43 Campanhas de Campo, área Petrolina-PE Nov2011; abr2012; nov2012; abr2013

44 OBRIGADO