MANEJO DO SOLO SOB UM ENFOQUE SISTÊMICO

Transcrição

1 MANEJO DO SOLO SOB UM ENFOQUE SISTÊMICO Dimas V. S. Resck Eloisa A. Belleza Ferreira João de Deus G. dos Santos Junior Marcos Aurélio C. de Sá Cícero Célio de Figueiredo

2 INTRODUÇÃO

3 AUMENTO DA POPULAÇÃO MUNDIAL Praia de Botafogo-RJ Fonte: globoesporte.globo.com

4 TAXA DE CRESCIMENTO 10 9 y e 0,0088 t 9,2 População (bilhões de pessoas) ,

5 Status da Água no Mundo Percentual da População Mundial Falta Escassez total > consumo > captação Sem acesso Sem saneamento

6 Conceituação de enfoque sistêmico e evolução para a teoria dos complexos

7 O enfoque sistêmico ou a visão holística de um sistema observa a harmonia das dimensões econômica, social e ambiental em um ecossistema definido como um todo indivisível. A palavra sistema tem sido definida como uma interação regular e interdependente dos componentes que formam um todo unificado. Ecossistema é o sistema que inclui os seres vivos e o ambiente.

8 GEOCENTRISMO Desde o Início dos Séculos acreditava-se que a Terra era o centro do Universo. Aristóteles Ptolomeu

9 Teoria Heliocêntrica Desenvolvida nos séculos XVI e XVII por Nicolau Copérnico e consubstanciada pelos estudos de Galilei. Nicolau Copérnico Galilei

10 Lei da gravitação Universal Descrita por Isaac Newton, no Século XVII. Descreveu mais três leis dos corpos em movimento: a análise do movimento, as variações de energia e as forças que atuam sobre um corpo. Isaac Newton

11 Sistema de Coordenadas Cartesianas (Plano Cartesiano) No século XVII, René Descartes desenvolveu esse A concepção do universo como um sistema mecânico sistema e preconizou que é preciso fragmentar para considerava os objetos separados, inclusive os conhecer (concepção mecanicista do mundo) que organismos vivos. predominou até início do século passado. René Descartes

12 Teoria da Relatividade Início do século XX: Albert Einstein (ganhador do prêmio Surge a Teoria Quântica ou Mecânica Quântica se Nobel da Física, em 1922, pelos estudos sobre o efeito ocupando dos movimentos e das interações das fotoelétrico), publicou essa teoria que é uma partículas em nível atômico e sub-atômico. generalização da Teoria da Gravitação de Newton. Albert Einstein

13 Grandes Avanços no Campo da Biologia Século XIX: experiências conduzidas por Gregor Mendel até James Watson e Francis Crick, em 1953, que criaram um modelo de DNA em forma de espiral dupla retorcida, com dois filamentos contendo as quatro bases ligadas entre si e em diversas combinações. Mendel Watson Crick

14 SISTEMAS COMPLEXOS Últimas décadas do século XX: parte da comunidade científica passa a se interessar pela dinâmica de sistemas ditos complexos, cujas partes se interagem de forma não-linear ( Efeito Borboleta ). A Teoria do Caos para a Física e a Matemática é a hipótese que explica o funcionamento desses sistemas complexos e dinâmicos.

15 Os sistemas são complexos, não-lineares, dinâmicos, caóticos, imprevisíveis, sensíveis às condições iniciais, abertos, sujeitos a atratores, e adaptativos, e ainda se caracterizam pela capacidade de auto-organização. A teoria da complexidade não funde seus opostos em um todo homogêneo: associa, mas mantém a distinção entre as partes. Surgem os conceitos como criticalidade autoorganizada, auto-similaridade, fractais e leis de potência (leis de escala).

16 Um fractal é um objeto geométrico que pode ser dividido em partes, cada uma das quais semelhante ao objeto original. OS FRACTAIS Diz-se que os fractais têm infinitos detalhes, são geralmente auto-similares e independem de escala. Em muitos casos um fractal pode ser gerado por um padrão repetido, tipicamente um processo recorrente ou iterativo.

17 Conjunto de Mandelbrot

18 Leis de Potência ou Leis de Escala

19 metro uma folha...

20 km a cidade...

21 km o estado

22 km Hemisférios Norte e Sul...

23 milhão de km a órbita da Lua

24 Bilhões de km Sistema Solar...

25 ano-luz a estrela sol

26 anos-luz dentro da Via-Láctea...

27 anos-luz na periferia da Via-Láctea

28 milhão de anos-luz a Via-Láctea e outras galáxias...

29 10 8 voltando para a Terra...

30 10 7 o planeta azul...

31 10 1 a viagem inversa...

32 10 0 o ponto inicial

33 centímetros a folha do ramo...

34 centímetro as estruturas da folha

35 milímetro as estruturas celulares...

36 mícrons as células...

37 mícron o núcleo da célula...

38 angstroms os cromossomas

39 angstroms a cadeia de DNA...

40 angstroms os blocos cromossômicos...

41 angstrom as nuvens de elétrons do átomo de carbono...

42 picometros os elétrons no campo do átomo

43 picômetro o imenso espaço vazio entre o núcleo e as órbitas de elétrons

44 femtômetro o núcleo do átomo, ainda pequeno...

45 femtômetro o átomo de Carbono

46 femtômetro face a face com um Próton

47 attômetros as partículas quark

48 Sobre a não-linearidade O CAOS

49 MÉTODO DE NEWTON Para Convergência de uma Equação Iterativa ) '( ) ( 1 k k k k X f X f X X Equação de um fenômeno qualquer x x y (Raízes= -1/3; -3) x x x x x

50 Número de Operações para Convergência Duas casas decimais X0=-2,0 X1=-4,50 X2=-3,40 X3=-3,05 X4=-3,00 Treze casas decimais X0= -2,0 X1=-4, X2=-3, X3=-3, X4=-3, X5=-3, X6=-3,

51 A visão holística e o enfoque sistêmico são fundamentais para o desenvolvimento sustentável de um ecossistema. Pressupõe basicamente contemplar a harmonia entre as dimensões econômicas, sociais e ambientais. O todo é maior que o somatório de suas partes, que interagem entre si de uma forma contínua e dinâmica.

52 Rigorosamente, do ponto de vista termodinâmico, a expressão desenvolvimento sustentável é contraditória. Desenvolvimento pressupõe produção de bens e serviços e, portanto, consumo de energia. ESCALA TEMPORAL Entretanto a energia total do universo permanece constante, m cuja (1 entropia milhão tende de inexoravelmente anos-luz) ao máximo (resumo das duas leis da termodinâmica). O planeta dispõe de fontes de energia que são finitas: mesmo a energia radiante, proveniente do Sol e as fontes terrestres de energia, como os combustíveis fósseis e os minerais, são finitas e não renováveis, mesmo numa escala de tempo geológico.

53 A OFERTA AMBIENTAL ESCALA ESPACIAL E A 10 4 A 10 6 m OCUPAÇÃO DO CERRADO

54 DISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO NO CERRADO mm 300 CERRADO mm REGIÃO SUL DO BRASIL 200 Veranico 100 J F M A M J J A S O N D MESES DO ANO

55 % HECTARES (x 1000) ,2% 15,1% 23,7% CLASSES DE SOLOS LATOSSOLOS AREIAS QUARTZOSAS PODZÓLICOS OUTROS

56 DISTRIBUIÇÃO DOS SOLOS POR CLASSES TEXTURAIS NO CERRADO >60% 3% CLASSES TEXTURAIS 35-60% 15-35% 28% 54% < 15% 15%

57 CONTRIBUIÇÃO DOS CONSTITUINTES DA FRAÇÃO ARGILA NA CTC DOS SOLOS NO CERRADO 12 CTC em ph 6,0 (cmol kg -1 ) % 100% 4% 0 GIBSITA GOETITA ÓXIDOS DE FERRO CAULINITA MATÉRIA ORGÂNICA

58 SATURAÇÃO POR BASES E Al EM LATOSSOLOS DA REGIÃO DOS CERRADOS SATURAÇÃO (%) Al-LV Al-LE BASES-LV BASES-LE PROFUNDIDADE (cm)

59

60 CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA DE UM LATOSSOLO ÁGUA VOLUMÉTRICA (%) Água disponível = < 1 mm cm -1 de solo 5 0 0, TENSÃO DA ÁGUA (kpa)

61 PARADOXO TROPICAL PRIMEIRA FASE: O SOLO TEM QUE SER CORRIGIDO PORTANTO REVOLVIDO O MAIS PROFUNDO POSSÍVEL. MELHOR CONDIÇÃO QUÍMICA > CTC > MAIOR PRODUÇÃO DE BIOMASSA VEGETAL > POPULAÇÃO MICROBIANA > MAIOR DECOMPOSIÇÃO > CARGAS E SUBPRODUTOS CIMENTANTES > AGREGAÇÃO DO SOLO > ARMAZENAMENTO DE ÁGUA > DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES PARA AS PLANTAS. SEGUNDA FASE: SEGUNDA FASE: COM O SOLO CORRIGIDO FÍSICA, QUÍMICA, FÍSICO- QUÍMICA E MICROBIOLOGICAMENTE, O MANEJO DEVE SER NO SENTIDO DE MANTER A BOA CONDIÇÃO CONSEGUIDA. QUANTO MENOS REVOLVIMENTO MELHOR.

62 Arado de Discos Mistura o solo com os corretivos (correção química)

63 ARADO DE AIVECAS TOMBA A LEIVA E OS RESÍDUOS DE CULTURA NUM ÂNGULO DE QUASE 120 (CORREÇÃO FÍSICA DO SOLO)

64 ESCARIFICADOR

65 ESCARIFICADOR ESCARIFICA A CAMADA ARÁVEL DO SOLO (PREPARO MÍNIMO)

66 PLANTIO DIRETO (NÃO REVOLVE O SOLO )

67 INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA

68 SISTEMAS FLORESTAIS

69 SISTEMAS AGROFLORESTAIS

70 Matéria Orgânica no Cerrado % Frequência (%) % 10 2% 3% 0 < 1 1-2,5 2,5-4,0 >4,0 Faixas de MO (dag kg -1 ) Fonte: Lopes & Cox, 1977)

71 Estrutura dos Latossolos Fonte: Resck (1993)

72 Fonte: Resck (1993)

73 A aplicação harmônica dos quatro elementos do manejo do solo

74 Efeito do manejo do solo via matéria orgânica Nas propriedades físicas, químicas, físico-químicas e biológicas do solo

75

76 SISTEMAS DE MANEJO VS AGREGADOS Fonte: Guedes & Resck (1998)

77 CARBONO DA BIOMASSA MICROBIANA EM DIFERENTES SISTEMAS DE PREPARO 600,00 0 a 5cm 5 a 10cm 10 a 20cm 20 a 30cm 30 a 40cm mg C-CO 2. kg -1 solo 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 ADPP ADPC PDAD AVPP Tratamentos AVPC PDAV CE Fonte: Ferreira et al. (2003)

78 BIOMASSA MICROBIANA COM 2 ANOS DE ARADO DE DISCOS SEGUIDO DE 2 ANOS COM AIVECAS E ALTERNÂNCIA ANUAL DE SOJA E MILHO. 250,00 200,00 mg C-CO 2 kg -1 solo 150,00 100,00 BIOMASSA = 177,52-1,85x ** r 2 =0,68 BIOMASSA = 215,04-14,50x + 0,87x 2-0,02x 3 * r 2 = 0,95 50,00 0, PROFUNDIDADE (cm) Fonte: Resck et al. (2003)

79 ÁGUA ARMAZENADA NA CAMADA DE 0-40 cm CULTURA DE MILHO Fonte: Resck et al. (2007)

80 PRODUÇÃO EM ÁREAS COM SISTEMAS DE MANEJO ESTÁTICOS (23 ANOS SAFRA 2004/2005) SOJA MILHO Média Soja= Média Milho= Produtividade (kg ha -1 ) ADPP AVPP ADPC AVPC ESCAD ESCAV PDAD PDAV Sistemas de Manejo

81 DINÂMICA DE SISTEMAS DE MANEJO NA PRODUTIVIDADE DE MILHO E SOJA (9 ANOS - SAFRA 2004/2005) Produtivididade (kg ha -1 ) Média Milho = ±800 Média Soja = ± ADG ADG AVL AVL AVG AVG ADG ADG AVL AVL PDL PDL PDG PDG ADG ADL AVG AVL PDG PDL PDG Sistemas de Manejo

82 Incrementos na produtividade de milho e soja MILHO SOJA > 2,8 x Produtividade (kg ha -1 ) > 2,1 x > 2,5 x > 2,2 x anos 9 anos Cerrado Brasil Média dos Sistemas de Manejo

83 SISTEMAS DE MANEJO VS RECEITA

84 Manejo integrado de bacias hidrográficas (a visão sistêmica)

85

86 Construção de Terraços de Base Larga

87 1.000 m Seção 1 m 2 VOLUME de ÁGUA = m 3

88 Terraço de Base Larga

89 CLASSES DE ÁGUA DISPONÍVEL PARA AS PLANTAS CONSIDERANDO SEIS SISTEMAS DE MANEJO Manejo: PC, PD, PAST, CE, Fonte: PIN, Resck, COB. & Resck, D. (2005)

90 Propriedades CARBONO NO SOLO N W S E TIPOS DE SOLO BACIA DO TAQUARA Fonte: Resck, B. & Resck, D. (2005)

91 CONSIDERAÇÕES FINAIS

92 A visão cartesiana do atual paradigma de produção agrícola dominante tem que ser reavaliada. A utilização do enfoque sistêmico nesse caso não seria somente uma opção, mas uma clara, embora complexa, saída para a sobrevivência e exploração sustentável de todo o potencial existente no Domínio do Cerrado: ambiental, humano, energético, ou agrícola. O manejo do solo, praticado sob um enfoque sistêmico, terá, sem sombra de dúvida, maior probabilidade de sucesso e uma grande parcela de contribuição para a exploração racional do potencial produtivo existente no Domínio do Cerrado.

93 OBRIGADO! Sendo impossível compreender o Todo e o Complexo como partículas integrantes e infinitamente minúsculas que somos, cabe-nos apenas fazer a nossa parte na harmonia estabelecida pelos elementos da Natureza. Dimas V. S. Resck Eloisa A. Belleza Ferreira João de Deus G. dos Santos Junior Marcos Aurélio C. de Sá Cícero Célio de Figueiredo