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
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
INTRODUÇÃO: Solo (pedosfera) componente integrador das esferas fundamentais do nosso planeta: Atmosfera Biosfera Hidrosfera Litosfera Adaptado: Mendonça e Fernandes, 2010.
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
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.
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. 2008.
CONCEITOS: Importância: Uso agrícola para Produção de alimentos Foto: Magalhães, P.M.S
BIOMAS - BRASIL Amazônia Caatinga Cerrado Pantanal Mata Atlântica Campos Gerais 748.600 km 2 8,8% Fonte: www.ibge.gov.br
Solos do Bioma Caatinga 69.625 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)
Áreas de Estudo Projeto Fragissolos
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.
Precipitação, mm Distribuição do Regime pluviométrico (mm) durante o período experimental em Petrolina - PE 500 Média 2003 a Maio 2013 2011 2012 2013 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Total Mês Fonte: Embrapa Semiárido. Dados não publicados.
Solos Frágeis no Bioma Caatinga: Agreste e Sertão 10,7% 19,2% 4,4% 13,3% Planossolo Háplico Neossolo Litólico Neossolo Regolítico Luvissolo Crômico http://calcado.pe.gov.br.jpg http://3.bp.blogspot.com/-4.jpg
Problema Fonte: Adaptado de Lal, (1997)
Problema Área de solos degradados no mundo Tipo de degradação/ Categoria Área degradada Milhões de ha % Erosão hídrica 1094 56 Erosão eólica 549 28 Degradação química 239 12 Degradação física 83 4 Total 1965 100 Fonte: FAO, (1992)
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
Degradação do solo: processos Degradação do solo Erosão hídrica
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)
Avaliação comparativa da Qualidade do Solo em Sistemas de Produção
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
Práticas de conservação do solo: Caráter Vegetativo e Edáfico Promoção da qualidade estrutural ao solo.
Uso e Manejo do Solo vs Aporte de MO Fotos: acervo Embrapa Solos projeto Fragissolos, Amaral, 2013.
Capim Buffel Raízes/agregação em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE
Estudo de caso: Parâmetros químicos indicadores de qualidade do solo no bioma caatinga sob uso com fruticultura irrigada
Material e métodos Local: Petrolina, PE, Fazenda Boa Esperança Área aproximada: 216 ha - 126 ha Uso com fruticultura Solo: Neossolo Quartzarênico órtico típico Sistema de produção: manga irrigada (microaspersão) Área de referência: caatinga hiperxerófila
NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Típico Sob Caatinga
Início: 1992/1993 Produtividade 25 a 30 Mg ha -1 85% exportação Fertirrigação NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Típico Sob Manga irrigada
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
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).
Resultados preliminares Nov 2011: granulometria Distribuição granulométrica, g kg -1 0 0 200 400 600 800 1000 20 Profundidade, cm 40 60 80 100 120 Areia Total - Manga Areia Total - Caatinga Silte - Manga Silte - Caatinga Argila - Manga Argila - Caatinga 140 160 180
Resultados preliminares: carbono orgânico total no solo Carbono orgânico, g kg -1 Profundidade, cm 0 20 40 60 80 100 120 140 0 1 2 3 4 5 6 Manga Caatinga DMS p < 0,05 ns ns ns ns 160 180 ns
Resultados preliminares: parâmetros químicos novembro 2011 Profundidade, cm ph-h 2 O 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 0 20 40 60 80 100 120 Manga Caatinga DMS p < 0,05 Profundidade, cm 60 80 100 120 Teor de Al +++ cmol c dm -3 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 20 Al - Manga Al - Caatinga DMS p < 0,05 40 Profundidade, cm Fósforo, mg dm -3 0 5 10 20 25 30 0 20 40 60 80 100 120 P-Manga P-Caatinga DMS p < 0,05 ns 140 140 140 160 180 160 180 ns 160 180 Profundidade, cm Teor de K, mg dm -3 0 50 100 150 200 250 0 20 40 60 80 100 120 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 3,5 0 20 40 60 80 100 120 140 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 20 40 60 80 100 120 140 Mg-Manga Mg-Caatinga DMS p < 0,05 ns ns 140 160 ns 160 180 ns 160 180 ns 180
Resultados preliminares: parâmetros químicos novembro 2011 Valor T, Cmol c dm -3 Saturação por bases (V), % Profundidade, cm 2 3 4 5 6 7 0 20 40 60 80 100 120 T - Manga T - Caatinga DMS p < 0,05 ns Profundidade, cm 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 120 Manga Caatinga DMS p < 0,05 ns ns ns 140 140 160 180 160 180 ns
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. 2013.
Relação entre CO e CTC em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE 8 7 6 Caatinga 0-60 cm Manga, 0-60 cm CTC = 2,470+0,560CO R 2 = 0,71 CTC, cmol c kg -1 5 4 3 2 1 0 2 4 6 CO, g kg -1 Fonte: Amaral et al. 2013.
Relação entre CO e Fósforo (P) em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE P, mg dm -3 30 25 20 15 10 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 =0,74 5 0 0 2 4 6 CO, g kg -1 Fonte: Amaral et al. 2013.
Parâmetros físicos indicadores de qualidade do solo no bioma Caatinga sob uso com fruticultura irrigada
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 -3... 0-10 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 (%) 68 19 83 5,0 25 20 4,4 4,2 10-20 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 (%) 72 14 88 7,8 22 23 4,1 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.
Relação entre CO e teor de água na CC e no PMP em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Fonte: Amaral et al. 2013.
Relação entre Ds e volume de poros em Neossolo Quartzarênico, Petrolina-PE Fonte: Amaral et al. 2013.
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.
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.
Campanhas de Campo, área Petrolina-PE Nov2011; abr2012; nov2012; abr2013
OBRIGADO andre.amaral@embrapa.br