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Revista Brasileira de Ciência do Solo

On-line version ISSN 1806-9657

Rev. Bras. Ciênc. Solo vol.31 no.1 Viçosa Jan./Feb. 2007

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832007000100013 

SEÇÃO VI - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

 

Propriedades químicas de um latossolo vermelho sob plantio direto e adubação com esterco de suínos1

 

Chemical properties of a red latosol under no-tillage and swine manure utilization

 

 

Eloi Erhard SchererI; Ivan Tadeu BaldisseraII; Cristiano Nunes NesiII

IEngenheiro-Agrônomo, Dr, Pesquisador da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina – EPAGRI. Centro de Pesquisa para Agricultura Familiar – CEPAF. Caixa Postal 791, CEP 89801-970 Chapecó (SC). E-mail: escherer@epagri.sc.gov.br
IIEngenheiro-Agrônomo, MSc, Pesquisador da EPAGRI/CEPAF. E-mail: ivantb@epagri.sc.gov.br; cristiano@epagri.sc.gov.br

 

 


RESUMO

Na região Oeste de Santa Catarina, é comum o uso de esterco de suínos como fonte de nutrientes para as plantas. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do esterco de suínos sobre as características químicas de um latossolo sob sistema plantio direto (SPD). O estudo constou de dois experimentos com doses de esterco de suínos (0, 40 e 115 m3 ha-1 ano-1), que foram realizados com a cultura do milho em Latossolo Vermelho distroférrico, em Chapecó, de 2000 a 2004, e em Guatambu, de 2001 a 2004, na região Oeste de Santa Catarina. Após a safra de milho de 2003/04, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0–5, 5–10, 10–20, 25–35, 40–50, 70–80 e 100–110 cm, em três repetições, nas quais foram analisados pH, P e K disponíveis, Ca, Mg e Al trocáveis, CTC e teores de argila e matéria orgânica. Foram calculadas a acidez potencial (H + Al) e a saturação por alumínio. O esterco de suínos, aplicado na superfície do solo, teve efeito restrito às camadas superficiais, acarretando significativos aumentos nos teores de P até a profundidade de 10 cm. Observou-se que, mesmo com altos teores de P nas camadas superficiais, não houve significativa migração do nutriente para as camadas inferiores do perfil. Os demais atributos do solo analisados não foram significativamente afetados pelas doses de esterco; os maiores teores de K, Ca e Mg também ocorreram nas camadas superficiais (0–20 cm).

Termos de indexação: adubação orgânica, manejo do solo, disponibilidade de nutrientes, camadas do solo.


SUMMARY

In western Santa Catarina state, Brazil, swine manure is commonly used as nutrient source for crops. The aim of this study was to evaluate the effects of swine manure on chemical attributes of a Red Latosol (Hapludox), cultivated with corn under no-tillage conditions. Two experiments were carried out using different rates of liquid swine manure (0, 40 and 115 m-3 ha-1 year-1), applied annually at corn sowing, from 2000 to 2004, in Chapecó and from 2001 to 2004, in Guatambu. After the last corn harvest, crop season 2003/04, soil samples were collected from seven soil layers (0–5, 5–10, 10–20, 25–35, 40–50, 70–80 and 100–110 cm), in three replicates. The following chemical attributes were evaluated: pH in water, available P and K, exchangeable Ca, Mg and Al, Cation Exchange Capacity, clay and organic matter. The potential acidity and Al saturation were calculated. Surface-applied swine manure resulted in increments of available P in the top soil layer (0–10 cm). There was no movement of P from the top soil layer with higher P concentration to the deeper soil layers. The other chemical attributes analyzed were not significantly influenced by the doses of swine manure. Higher K, Ca and Mg concentrations were also observed in the surface soil layers (0–20 cm).

Index terms: organic fertilization, soil management, nutrient availability, soil layers.


 

 

INTRODUÇÃO

O plantio direto constitui um sistema eficiente no controle de erosão e tem sido utilizado cada vez em maior escala, principalmente em áreas com culturas anuais e sujeitas à ação dos processos erosivos, visando não só obter altas produtividades, mas assegurar a sustentabilidade do uso agrícola dos solos.

Vários trabalhos (Eltz et al., 1989; Klepker & Anghinoni, 1995; Bayer & Mielniczuk, 1997; Rheinheimer et al., 1998; Falleiro et al., 2003) mostraram que, alguns anos após o estabelecimento do sistema plantio direto (SPD), as camadas do solo mais superficiais apresentam propriedades químicas, físicas e biológicas diferenciadas em comparação ao sistema convencional, com aração e gradagens. O solo sob plantio direto encontra-se, normalmente, em melhor estado, apresentando, principalmente na sua camada superficial, melhor estrutura, maiores teores de matéria orgânica e maior atividade microbiana.

O maior teor de matéria orgânica resultante da decomposição dos restos vegetais deixados na superfície do solo sob plantio direto (Muzilli, 1983; Bayer & Bertol, 1999), além dos benefícios biológicos e nutricionais citados anteriormente, pode aumentar a CTC do solo (Rheinheimer et al., 1998; Bayer & Bertol, 1999; Falleiro et al., 2003) e diminuir os efeitos nocivos do Al trocável (Ciotta et al., 2002), a capacidade de adsorção e a energia de ligação de fosfatos aos grupos funcionais dos colóides do solo (Oloya & Logan, 1980; Guertal et al., 1991). Segundo Sibanda & Young (1986), os ânions de ácidos orgânicos são capazes de complexar Fe e Al, bloqueando os sítios de adsorção de P dos solos, aumentando a sua disponibilidade para as plantas.

Os nutrientes adicionados por adubação no SPD, principalmente aqueles com menor mobilidade, como é o caso do P, permanecem nas camadas mais superficiais do solo, criando gradientes de concentração com as camadas inferiores (Muzilli, 1983; Klepker & Anghinoni, 1995; Rheinheimer et al., 1998; Falleiro et al., 2003). Esse fato também é observado quando são utilizados adubos orgânicos em sistemas com baixo grau de mobilização do solo (Queiroz et al., 2004; Scherer & Nesi, 2004; Silva et al., 2004).

A crescente preocupação com a poluição das águas e da atmosfera pelo uso intensivo de dejetos animais na adubação tem estimulado a busca de alternativas tecnológicas e a definição de indicadores ambientais e de solo que possibilitem a utilização mais eficiente desses insumos em diferentes sistemas de cultivo e preparo do solo, sem comprometer a qualidade ambiental (Queiroz et al., 2004; SBCS, 2004).

O conhecimento da dinâmica dos nutrientes no solo a partir da superfície – onde os fertilizantes são depositados no SPD – é fundamental para estabelecer ajustes na recomendação de adubos e corretivos e, mais especificamente, quando da utilização de dejetos animais, que nem sempre fornecem nutrientes em balanço. As maiores dúvidas que geram insegurança, quando da utilização de esterco na adubação, estão ligadas aos efeitos a longo prazo que venham a ocorrer na condição de não-revolvimento do solo após o uso intensivo por vários anos. O melhor entendimento das modificações nos atributos químicos do solo, decorrentes da reciclagem de resíduos orgânicos e do uso de esterco na adubação, pode fornecer subsídios para produção em bases sustentáveis, sem comprometer o ambiente.

No presente trabalho, procurou-se avaliar o efeito da aplicação anual de esterco de suínos sobre a dinâmica dos nutrientes no solo, sob condições de plantio direto.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Foram coletadas amostras de solo em dois experimentos realizados em SPD com utilização de doses de esterco de suínos e adubo nitrogenado na cultura do milho. Um experimento foi mantido por três anos (2000 a 2004) numa propriedade rural no município de Guatambu-SC, e outro por quatro anos (1999 a 2004), noutra propriedade localizada em Chapecó-SC. O solo dessas áreas é classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico (Embrapa, 1999), com declividade em torno de 3 %. As características químicas iniciais do solo são apresentadas no quadro 1. Utilizaram-se apenas as amostras de solo dos tratamentos testemunha (sem adubação) e com esterco de suínos (40 e 115 m3 ha-1), aplicado anualmente na superfície, sem incorporação ao solo, antes da semeadura do milho. As quantidades máximas de esterco, aplicadas nos quatro anos de cultivo em Chapecó e três em Guatambu, foram de 460 e 345 m3 ha-1, respectivamente. As quantidades de nutrientes aplicadas em cada área variaram com a qualidade do esterco utilizado (Quadro 2).

As amostras de solo foram coletadas em maio de 2004, após a colheita de milho, em sete profundidades (0–5, 5–10, 10–20, 25–35, 40–50, 70–80 e 100–110 cm). Nas camadas superficiais (0–5, 5–10 e 10–20 cm), as amostras foram compostas por 12 subamostras, coletadas com trado de rosca com caneca de coleta. As amostras do subsolo foram coletadas com trado tipo holandês em três subamostras. O material coletado foi levado à estufa para secagem a 45ºC, moído e passado em peneira de 2 mm de malha. As análises foram realizadas no laboratório de solos da Epagri/Cepaf, em Chapecó, determinando-se pH em água, P e K (Mehlich-1), Ca, Mg e Al trocáveis, extraídos com KCl 1 mol L-1, e teores de argila e de matéria orgânica (MO) e CTC pH 7,0, utilizando método descrito por Tedesco et al. (1995).

Antes da instalação dos experimentos, as áreas vinham sendo cultivadas em SPD, com utilização de milho e soja nos cultivos de verão e triticale e aveia-preta nos de inverno. O histórico das áreas, de acordo com os produtores, mostra que ambas vinham recebendo anualmente o aporte de grande quantidade de esterco. A área de Chapecó recebeu, nos últimos 12 anos, entre 80 e 100 m3 ha-1 ano-1 de esterco líquido de suínos, enquanto a de Guatambu recebeu doses anuais de 4 a 6 t ha-1 de cama de aviário por um período de quatro anos e adubação mineral nos últimos dois anos que antecederam a instalação do experimento. Quando da implantação dos experimentos, deu-se continuidade ao SPD, que na área de Chapecó era de oito anos e em Guatambu de três anos, pois o solo tinha sido revolvido para incorporação de 4 t ha-1 de calcário dolomítico. Não foram realizadas adubações com P ou K durante a execução dos experimentos, pois ambos os solos apresentavam altos teores destes nutrientes (Quadro 1), em decorrência de adubações anteriores realizadas pelos produtores. No inverno, com exceção do ano de 2001 em Chapecó, em que foi utilizado nabo forrageiro, foi sempre semeada aveia-preta, dessecada com herbicida glifosato, em torno de 20 dias antes da semeadura do milho, realizada sempre ao final de setembro ou no início de outubro de cada ano. As culturas foram implantadas sempre com semeadora de plantio direto.

No delineamento experimental, os sistemas de adubação foram considerados como parcelas e as profundidades de amostragem como subparcelas, constituindo um delineamento em blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e três repetições. Foram realizadas análises de variância seguidas pelo teste de Tukey a 5 %, para comparação de médias.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Houve efeito significativo do esterco de suínos nos teores de P disponível. Todos os demais atributos químicos analisados não foram influenciados significativamente pela adição de esterco, em nenhuma das profundidades amostradas. Os atributos não afetados significativamente pelos tratamentos são apresentados em valores médios de cada camada de solo amostrada.

O efeito das doses de esterco nos teores de P disponível no perfil do solo, por local e camada, é apresentado na figura 1. Observa-se que o esterco sem incorporação no SPD resultou na formação de gradientes a partir da superfície do solo. No solo de Guatambu (Figura 1a) a magnitude dos gradientes foi influenciada pelas doses de esterco aplicadas nas duas camadas mais superficiais (0–5 e 5–10 cm), enquanto no solo de Chapecó (Figura 1b) as diferenças não foram significativas. Isso possivelmente ocorreu pelo fato de o solo apresentar altos teores do nutriente e porque sua exportação pelo milho foi maior do que a adicionada pelo esterco. Na soma dos quatro anos, foi adicionado com a maior dose de esterco (115 m3 ha-1) um total de 312 kg ha-1 de P2O5, enquanto a retirada pelos grãos nesse período chegou a 360 kg ha-1 de P2O5, valor estimado com base na produtividade média anual de 8,2 t ha-1 de grãos e na concentração de 0,48 % de P nos grãos do respectivo tratamento.

 


 

Os altos teores de P do solo de Chapecó devem ser atribuídos à maior intensidade de adubação com esterco e adubo mineral, realizada na área em anos anteriores à implantação do experimento. Da mesma forma, os altos teores de P da camada de 10–20 cm provavelmente advêm da incorporação de adubo fosfatado e de esterco nos anos em que a área foi manejada no sistema convencional, com incorporação dos adubos. Diversos estudos (De Maria & Castro, 1993; Bayer & Mielniczuk, 1997; Klepker & Anghinoni, 1995; Rheinheimer et al., 1998; Bayer & Bertol, 1999; Falleiro et al., 2003) mostraram que no SPD o acúmulo de P ocorre apenas nos primeiros centímetros superficiais do solo, próximo ao local de deposição do adubo. O mesmo acontece quando da aplicação superficial de esterco de suínos, como observaram Queiroz et al. (2004), em solo Podzólico Vermelho-Amarelo do Rio Grande do Sul, Silva et al. (2004), num Latossolo Vermelho-Amarelo do Paraná em estudos com forrageiras, e Scherer & Nesi (2004), em Latossolos e Cambissolos de Santa Catarina com culturas anuais. Por sua vez, os resultados de Oloya & Logan (1980) e Guertal et al. (1991) mostram que, em solos sob SPD, independentemente da dose total de P aplicada, ocorre menor adsorção do elemento na camada de 0–2 cm, demonstrando decréscimo na retenção e possível aumento nas perdas por erosão.

Abaixo da camada arável (0–20 cm) não foi constatado aumento significativo nos teores de P, embora exista tendência de haver maiores teores na camada de 25–35 cm, em comparação às camadas mais profundas, em que os teores ficaram abaixo de 3 mg dm-3. Esses valores estão próximos aos normalmente encontrados em Latossolos ainda não cultivados e, pela Comissão de Química e Fertilidade do Solo RS/SC (SBCS, 2004), seriam enquadrados na classe com teor muito baixo e limitante ao desenvolvimento de culturas comerciais. Dentre os fatores que podem ter contribuído para essa pequena migração de P, destaca-se a preservação das características físicas do solo no SPD, principalmente dos canais deixados pelas raízes em decomposição ou formados pela atividade biológica (Dick, 1983), que permitem maior infiltração de água enriquecida com os produtos da decomposição dos resíduos orgânicos da cobertura do solo e do esterco líquido aplicado (Mokry, 2005). Além disso, o maior teor de matéria orgânica e a maior atividade microbiana na camada superficial no SPD, em geral, diminuem a capacidade de adsorção e a energia de ligação do fosfato aos grupos funcionais dos colóides inorgânicos do solo (Sibanda & Young, 1986), resultando em maior concentração na solução do solo (Scherer, 1993). Por outro lado, os Latossolos, por apresentarem elevados teores de argila (Figura 2a) e de óxidos principalmente no subsolo (20–60 cm), têm grande superfície de adsorção (Scherer, 1993). Esse fato promove baixa concentração de fosfato na solução do solo e, como conseqüência, elevadas doses de fertilizantes fosfatados necessitam ser aplicadas nesses solos para aumentar a disponibilidade de P às plantas (Sousa & Volkweiss, 1987; Scherer & Werner, 1994). Essa condição, do ponto de vista ambiental, permite acumular grande quantidade de P no perfil do solo (Scherer & Nesi, 2004), sem maiores riscos de lixiviação e contaminação das águas subterrâneas.

A figura 2b mostra a variação no teor de K disponível nas diferentes camadas do solo, nos dois locais. São apresentados apenas teores médios de cada solo, pois não houve efeito significativo dos tratamentos sobre a disponibilidade do nutriente no solo nem sobre as profundidades amostradas. Esses resultados contrastam com os obtidos por Queiroz et al. (2004), em um Podzólico Vermelho-Amarelo do Rio Grande do Sul, e por Silva et al. (2004), em Latossolo Vermelho-Amarelo do Paraná, que constataram acúmulo de K trocável nas camadas superficiais do solo quando da aplicação superficial de esterco de suínos. Os resultados mostraram que em ambos os solos e em qualquer condição de adubação a concentração de K decresceu com a profundidade, à semelhança do que observaram outros autores (Muzilli, 1983; Eltz et al., 1989; Klepker & Anghinoni, 1995; Falleiro et al., 2003), em áreas sob plantio direto. Entretanto, resultados de Franchini et al. (2000) mostraram que, em algumas situações, pode haver maior uniformidade dos teores de K até maiores profundidades, mesmo no sistema plantio direto. Uma vez que as áreas experimentais não recebiam adubação potássica, o maior acúmulo de K na camada superficial do solo é, em grande parte, resultante de adubações anteriores à implantação dos experimentos. Isso fica demonstrado pelos altos teores na análise inicial do solo (Quadro 1) e da ciclagem do nutriente contido nos resíduos vegetais mantidos sobre o solo. Esses resultados estão de acordo com os obtidos por Klepker & Anghinoni (1995) em condições edafoclimáticas semelhantes. A figura 2b mostra, ainda, diferenciação entre os dois solos quanto ao teor e à distribuição de K no perfil. Verifica-se que o solo de Chapecó, em comparação ao de Guatambu, apresenta maiores teores de K em todas as camadas amostradas. No solo de Guatambu, os teores do elemento passam de 348 mg dm-3 (camada de 0–5 cm) para 55 mg dm-3 (camada de 40–50 cm). Isso mostra que no solo de Chapecó pode ter havido migração de K para as camadas inferiores, ao passo que no solo de Gutambu os teores nas camadas inferiores permaneceram abaixo de 90 mg dm-3, nível de suficiência estabelecido pela Comissão de Química e Fertilidade do Solo RS/SC (SBCS, 2004).

As figuras 2c e 2d mostram comportamento diferenciado entre solos quanto à distribuição dos teores de Ca e Mg trocáveis no perfil. Observa-se que no solo de Guatambu, que recebeu calagem três anos antes da instalação do experimento, os maiores teores desses dois elementos ocorrem na camada superficial (0–5 cm), decrescendo em profundidade, concordando com o que normalmente acontece quando da aplicação superficial de calcário no SPD (Caires et al., 1998). Por sua vez, na área de Chapecó, que não recebeu calagem nos últimos oito anos, os maiores teores de Ca e Mg foram encontrados na camada de 10–20 cm, diminuindo a partir daí em profundidade, de modo semelhante ao observado em Guatambu. A figura 2d mostra que a distribuição do Mg no perfil do solo é mais uniforme em comparação ao Ca (Figura 2c), que decresce significativamente nas camadas do subsolo. Verifica-se que em ambos os solos, embora haja diminuição dos teores de Mg em profundidade, ela é menor em relação ao Ca, indicando possível maior mobilidade por lixiviação desse elemento em relação ao Ca. Essa maior mobilidade do Mg no perfil do solo está de acordo com a série liotrófica, pois, sendo um íon de maior diâmetro em relação ao Ca, é menos retido no complexo de troca do solo.

Analisando os fatores de acidez (Figura 3), verifica-se que as maiores diferenças entre os solos ocorrem nas camadas superficiais (0–5 e 5–10 cm). Enquanto em Guatambu há redução do pH e aumento do teor de Al e acidez potencial a partir da superfície, em Chapecó ocorre aumento do pH e redução de Al e acidez potencial da superfície até a profundidade de 20 cm, para só a partir de então seguir a tendência de aumento de acidez em profundidade constatada no solo de Guatambu. Após quatro anos, o pH do solo de Chapecó (camada de 0–10 cm na instalação do experimento) passou de 5,4 (Quadro 1) para 4,8 (Figura 3a), enquanto o Al trocável, no mesmo período e camada, aumentou de 0,2 cmolc dm-3 (Quadro 1) para 1,0 cmolc dm-3 (Figura 3b). A mesma tendência de reacidificação das camadas superficiais do solo foi observada por Santos & Tomm (1996) em sistemas de rotação de culturas sob SPD, em Latossolo Bruno do Paraná, e por Ciotta et al. (2002), também em Latossolo do Paraná, após 21 anos de plantio direto. No solo de Guatambu, que tinha recebido calagem, os fatores de acidez permaneceram praticamente estáveis durante o período do experimento, resultado que se assemelha aos obtidos por Caires et al. (1998). A saturação da CTC com Al (Figura 3c) foi inferior a 6 % nas camadas superficiais do solo, porém aumentou consideravelmente em profundidade, atingindo valores próximos de 20 % nas camadas mais profundas, em ambos os solos. A mesma tendência é observada com a acidez potencial, que também aumentou sensivelmente em profundidade (Figura 2d).

A CTC pH 7,0 (Figura 4a) também não foi influenciada significativamente pela adubação orgânica e se manteve em valores relativamente elevados, entre 17 e 20 cmolc dm-3, fato que pode ser atribuído aos altos teores de matéria orgânica nas camadas superficiais (Figura 4b) e aos altos teores de argila nas camadas mais profundas do perfil (Figura 2a), que são os atributos responsáveis pela presença de cargas negativas no solo. A CTC pH 7,0, com exceção da camada mais profunda (100–110 cm) do solo de Guatambu, não foi afetada pela profundidade de amostragem – semelhante aos resultados obtidos por Falleiro et al. (2003). Por sua vez, Rheinheimer et al. (1998) encontraram valores superiores de CTC pH 7,0 na camada superficial do SPD, em comparação ao convencional, e atribuíram o resultado ao aumento do teor de matéria orgânica nessa camada. Também Bayer & Bertol (1999) atribuíram o aumento da CTC nas camadas superficiais do SPD à elevação dos teores de matéria orgânica, principalmente da fração ácidos húmicos, responsável pela formação de muitas cargas negativas no solo. As altas concentrações de cátions, principalmente K, Ca e Mg, nas camadas superficiais do solo podem ser atribuídas, em grande parte, à alta CTC dos solos, fazendo com que maiores teores desses cátions pudessem ser retidos na forma trocável.

 


 

Os teores de MO do solo (Figura 4b) nas camadas superficiais (0–5 e 5–10 cm), quando comparados ao teor inicial da camada de 0–10 cm (Quadro 1), refletem tendência de aumento no seu conteúdo com o decorrer do tempo. Isso pode ser atribuído ao mínimo revolvimento e conseqüente não-incorporação do esterco e dos resíduos vegetais ao solo, fazendo com que houvesse mineralização mais lenta e gradual dos compostos orgânicos nos primeiros centímetros superficiais. Esses dados concordam com os apresentados por Muzilli (1983), Rheinheimer et al. (1998), Bayer & Bertol (1999) e Falleiro et al. (2003), que verificaram aumento dos teores na camada superficial do solo em áreas com SPD.

 

CONCLUSÕES

1. A aplicação do esterco de suínos na superfície do solo sem incorporação teve efeito restrito às camadas superficiais, proporcionando significativos aumentos nos teores de fósforo até 10 cm de profundidade.

2. O fosfato residual em áreas intensivamente adubadas com esterco apresentou pouca mobilidade no solo, acumulando em maiores quantidades nas proximidades de sua aplicação, sem maiores riscos de lixiviar e contaminar as águas subterrâneas.

3. Não foram constatados efeitos do esterco de suínos sobre os fatores de acidez do solo, cátions básicos, CTC e teor de matéria orgânica do solo.

4. Os cátions básicos K, Ca e Mg, no sistema sem revolvimento do solo, embora apresentassem certa mobilidade no perfil, foram encontrados em maiores teores na camada superficial do solo (0–20 cm).

 

LITERATURA CITADA

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Recebido para publicação em agosto de 2005 e aprovado em novembro de 2006

 

 

1 Trabalho parcialmente financiado pelo CNPq.

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