Estrutura de um solo construído cultivado com diferentes espécies de poáceas

Structure of a constructed soil cultivated with different species of poaceae

Resumos

Na mineração de carvão a céu aberto, a superfície é completamente suprimida de vegetação e as camadas de solo e rochas que recobrem os bancos de carvão são removidas, causando drásticas alterações no perfil do solo original. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes espécies de poáceas na recuperação da estrutura de um solo construído, como parte da estratégia de recuperação de áreas degradadas por mineração de carvão. Os tratamentos avaliados foram: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. Como testemunha, utilizou-se o solo construído sem cobertura vegetal, denominada T5. Foram coletadas amostras de solo não preservadas e preservadas nas camadas de 0,00-0,10m e 0,10-0,20m, para as determinações da porcentagem de macroagregados e microagregados, diâmetro médio ponderado, carbono orgânico, densidade e macroporosidade do solo construído. Os resultados obtidos foram analisados aos 05, 41 e 78 meses após o estabelecimento do experimento. Aos 78 meses de condução do experimento, observa-se ação positiva das quatro espécies vegetais na recuperação da agregação do solo construído, com destaque para a Urochloa brizantha que proporcionou a menor densidade do solo e um dos maiores valores de macroporosidade. As poáceas proporcionaram uma melhoria na estruturação do solo construído, principalmente a partir dos 41 meses de condução do experimento, quando houve um incremento nos valores de DMP, principalmente na camada de 0,00-0,10m. Os teores de carbono orgânico foram incrementados ao longo do tempo, entretanto, isso não se refletiu em aumento do DMP aos 78 meses

Hemarthria altíssima; Paspalum notatum; Cynodon dactilon; Urochloa brizantha; recuperação de área degradada

In surface coal mining the vegetation is completely suppressed and layers of soil and rocks that cover the coal seams are removed, causing drastic changes in the original soil profile. This study aimed to evaluate the influence of different species of grasses in the recovery of a constructed soil structure as part of the strategy of reclamation for coal mining. The treatments were: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. As a control, a bare constructed soil was used, called T5. Disturbed and undisturbed soil samples were collected in 0.00-0.10m and 0.10-0.20m layers for the determination of the percentage of macroaggregates and microaggregates, mean weight diameter, organic carbon, bulk density and macroporosity. The results were evaluated at 05, 41 and 78 months after the establishment of the experiment. After 78 months of conducting the experiment, positive action of the four plant species in the reclamation of soil aggregation was observed, especially for Urochloa brizantha that showed the lowest bulk density and the highest values of macroporosity. The species provided a structural improvement in the constructed soil, mainly after 41 months of conducting the experiment when there was an increase in the values of MWD, mainly in the 0.00 to 0.1 m layer. The organic carbon contents were increased over time, however, did not result in increased of MWD at 78 months

Hemarthria altíssima; Paspalum notatum; Cynodon dactilon; Urochloa brizantha; reclamation of degraded land

INTRODUÇÃO:

Na mineração de carvão a céu aberto, a superfície é completamente suprimida de vegetação e as camadas de solo e rochas que recobrem os bancos de carvão são removidas, causando drásticas alterações no perfil do solo original (USSIRI & LAL, 2005). Esse processo provoca a mistura dos horizontes do solo e rompe os agregados, expondo suas superfícies organominerais à ação de decompositores (WICK & DANIELS, 2009). Além disso, a camada de solo reposta frequentemente é compactada pelas máquinas utilizadas na recomposição topográfica da área minerada (LIPIEC et al., 2003), afetando negativamente o movimento da água, a aeração e o desenvolvimento radicular das plantas ao longo do novo perfil construído (SENCINDIVER & AMMONS, 2000).

A revegetação de solos construídos é uma importante estratégia de mitigação dos impactos negativos da mineração (USSIRI & LAL, 2005), pois as plantas modificam e melhoram a estrutura do solo, principalmente quando suas raízes crescem em camadas densas, deixando poros ou canais, denominados bioporos, após a sua morte e decomposição (YUNUSA & NEWTON, 2003).

Diferentemente do cenário agrícola, o entendimento da dinâmica de agregação e acumulação de matéria orgânica em solos minerados ao longo do tempo ainda são pouco compreendidos pela comunidade científica (WICK et al., 2010), principalmente no Brasil, onde os trabalhos ainda são escassos. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência de diferentes espécies de poáceas na recuperação da estrutura de um solo construído, como parte da estratégia de recuperação de áreas degradadas por mineração de carvão.

MATERIAL E MÉTODOS:

O estudo foi realizado em uma área de mineração de carvão, pertencente à Companhia Riograndense de Mineração (CRM), localizada em Candiota/RS. A camada de solo reposta na área experimental é procedente de um horizonte B do solo natural da área pré-minerada, um Argissolo Vermelho Eutrófico típico, apresentando a seguinte caracterização: cor vermelho escura (2,5 YR 3,5/6), teor de matéria orgânica de 1,15%, pH em água de 5,6, teores de cálcio, magnésio e alumínio de 2,65, 2,11 e 1,28cmol_c kg^-1, respectivamente, CTC de 8,69mg kg^-1 e classe textural argilosa (315, 209, 476g kg^-1 de areia, silte e argila, respectivamente) na camada de 0,00-0,15m do solo construído.

O solo foi construído no início de 2003 e o experimento instalado em novembro/dezembro de 2003, apresentando parcelas de 20m² (5mx4m), em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Antes da instalação do experimento, em face da área se encontrar extremamente compactada, devido à grande circulação de máquinas durante a construção do solo (caminhões carregados com aproximadamente 20Mg de terra vegetal e tratores de esteira metálica do modelo D8T da Caterpillar^(r) com peso de 38Mg, potência de 259KW, comprimento e largura da esteira sobre o solo de 3,20 e 0,56m, respectivamente, e área de contato das esteiras com o solo de 3,6m²⁾, o solo construído foi escarificado com patrola a uma profundidade aproximada de 0,15m, seguido por calagem correspondente a 10,4Mg ha^-1 de calcário com PRNT de 100% e uma adubação de 900kg ha^-1 da fórmula 5-20-20, com base em resultados obtidos pela análise de solo.

Foram estudadas espécies vegetais perenes, incluindo gramíneas e leguminosas (Lotus pedunculatus cv 'Makú' e Arachis Pintoi), por estas apresentarem capacidade de se manterem na área ao longo do tempo, bem como pela alta capacidade de adição de biomassa ao solo, entretanto, as leguminosas não se estabeleceram na área. Assim, os tratamentos estudados foram: T1-Hemarthria altíssima; T2-Paspalum notatum cv. 'Pensacola'; T3-Cynodon dactilon cv 'tifton' e T4 - Urochloa brizantha. Como testemunha, foi utilizado o solo construído sem cobertura vegetal, denominado T5, localizado em uma área adjacente à área experimental.

Aos 78 meses de condução do experimento (Junho de 2010), foram coletadas 80 amostras não preservadas nas camadas de 0,00-0,10m e 0,10-0,20m para a determinação da distribuição de agregados estáveis em água, em diferentes classes de tamanho, do diâmetro médio ponderado de agregados estáveis em água (DMP) e do teor de matéria orgânica do solo. Também foram coletadas 80 amostras preservadas em ambas as camadas para a determinação da densidade do solo (BLAKE & HARTGE, 1986) e da macroporosidade (EMBRAPA, 2011).

As amostras foram passadas na peneira de malha 9,5mm, com base no peneiramento úmido, seguindo o método descrito por KEMPER & ROSENAU (1986) e adaptado por PALMEIRA et al. (1999), utilizando o aparelho de oscilação vertical. Os intervalos das classes dos agregados foram: C1: 9,52-4,76mm; C2: 4,76-2,0mm; C3: 2,00-1,00mm; C4: 1,00-0,25mm; C5: 0,25-0,105mm e C6: <0,105mm. A partir dessas classes, os agregados foram separados em macroagregados, ou seja, agregados maiores que 0,25mm, e microagregados, agregados menores que 0,25mm, de acordo com TISDALL & OADES (1982). O teor de carbono no solo foi determinado pelo método de combustão Walkley-Black, em amostras passadas na peneira de 2mm, segundo TEDESCO et al. (1995).

Os dados foram submetidos à análise de variância (P<0,05) e, havendo diferenças significativas, as médias dos tratamentos T1 a T4 foram comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05). Considerando o fato de a testemunha T5 não fazer parte do delineamento experimental, não se aplicou procedimentos estatísticos em relação aos demais tratamentos. Para avaliar a influência das diferentes poáceas na recuperação da agregação do solo construído ao longo do tempo, analisaram-se os resultados obtidos aos 05, 41 e 78 meses após o estabelecimento do experimento, aplicando a técnica de análise de medidas repetidas, por meio do procedimento proc mixed. Todas as análises foram realizadas por meio do software estatístico SAS (STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM, 1985).

RESULTADOS E DISCUSSÃO:LIMA et al. (2012) SIX et al. (2000) REICHERT et al., 2007 TORMENA et al.,1998 TOPP et al., 1997 HORN et al. (1995) CARPENEDO & MIELNICZUK (1990) BERGAMIN et al. (2010) HORN (1990) BRONICK & LAL, 2005 PERIN et al., 2002 TISDALL & OADES (1982) USSIRI & LAL (2005) SEGUEL & HORN (2006) BALL et al., 2005 VEZZANI & MIELNICZUK (2011)

Após 78 meses de condução do experimento, os tratamentos com poáceas não mostraram diferenças significativas entre si na camada de 0,00-0,10m. Todavia, o potencial de recuperação da estrutura do solo por parte das espécies vegetais é evidenciado, quando se comparam os tratamentos (T1 a T4) com a testemunha (T5), isto é, observa-se que todos os tratamentos proporcionaram valores superiores de macroagregados (11,12 a 16,86%) e inferiores de microagregados (24,81 a 37,60%) e um valor superior de DMP (6,63 a 33,13%), em relação ao solo construído sem cobertura vegetal (Tabela 1).

Tabela 1
: Valores médios das porcentagens de macroagregados e microagregados, diâmetro médio ponderado (DMP) de agregados estáveis em água, teor de carbono orgânico (CO), densidade do solo (Ds) e macroporosidade (Ma) em solo construído, cultivado com diferentes poáceas e suas diferenças em relação à testemunha (solo sem cobertura vegetal) nas camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20m, aos 78 meses de condução do experimento.

• T1: Hemarthria altíssima; T2: Paspalum notatum; T3: Cynodon dactilon; T4: Urochloa brizantha; T5: solo construído sem cobertura vegetal. Letras minúsculas iguais na coluna, em cada camada, não diferem entre si para o teste de Tukey (P<0,05). Δtest (%): aumento (+) ou diminuição (-) em relação à testemunha T5.

^{-3 3 -3}

Tabela 2
: Porcentagem de macroagregados e microagregados, diâmetro médio ponderado (DMP) e teor de carbono orgânico (CO) de um solo construído, cultivado com diferentes poáceas nas camadas de 0,00-0,10m a 0,10-0,20m, avaliada aos 05, 41 e 78 meses de condução do experimento.

• T1: Hemarthria altíssima; T2: Paspalum notatum; T3: Cynodon dactilon; T4: Urochloa brizantha. Letras maiúsculas iguais na linha, em cada camada, não diferem entre si para o teste de Tukey (P<0,05).

CONCLUSÃO:

Após 78 meses de condução do experimento, observa-se ação positiva das quatro espécies vegetais utilizadas na recuperação da agregação do solo construído, com destaque para a Urochloa brizantha, que proporcionou a menor densidade do solo e um dos maiores valores de macroporosidade.

Ao longo do tempo, as poáceas proporcionaram uma melhoria na estruturação do solo construído, principalmente a partir dos 41 meses de condução do experimento, quando houve um incremento nos valores de DMP, principalmente na camada de 0,00-0,10m.

Os teores de carbono orgânico foram incrementados ao longo do tempo, entretanto, isso não se refletiu em aumento do diâmetro médio ponderado de agregados aos 78 meses.

AGRADECIMENTOS

A Companhia Riograndense de Mineração (CRM), a Rede do Carvão, a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pelo apoio e financiamento deste estudo.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Dez 2014

Histórico

• Recebido
  12 Nov 2013
• Aceito
  08 Maio 2014