O objetivo deste trabalho foi avaliar a estratificação de carbono em áreas sob vegetação nativa, pastagem, cultivo de grãos e bioenergia na região centro sul do Brasil

Autores: Nádia Goergen(1); Felipe Bonini da Luz(2); Ijésica Luana Streck(3); Marcos André Bonini Pires(3); Jovani de Oliveira Demarco(3); Vanderlei Rodrigues da Silva(4)

Trabalho publicado nos Anais do evento e divulgado com a autorização dos autores.

INTRODUÇÃO

A mudança do uso da terra tem sido responsável, globalmente, por grande parte das emissões de carbono através de CO2 (CERRI et al., 2009) e pela degradação do solo, principalmente quando a vegetação nativa é convertida em pastagem e a pastagem posteriormente em produção de grãos ou bionergia.

Atualmente, áreas de solos arenosos da região Norte do Paraná e Sul de São Paulo têm sido incorporados ao processo produtivo de grãos, intensificação de pastagens e bioenergia, sendo considerada a última fronteira agrícola do país (DONAGEMA et al., 2016). Estes solos são considerados mais susceptíveis a degradação, quando comparados a solos de textura argilosa.

Incertezas referentes à qualidade do solo em áreas de expansão da agricultura continuam a ser motivo de preocupação. Segundo Sá et al. (2017), o início da degradação do solo na América do Sul, desencadeado pela transformação de vegetação nativa em pastagens, tem sido agravado pelo mau uso continuado do solo e, o manejo incorreto das pastagens degradadas.

O conteúdo de carbono orgânico do solo é um dos principais indicadores para avaliar a qualidade do solo, e uma das maneiras de compreender a entrada de carbono no solo é o calculo da relação de estratificação de carbono, onde altas proporções de estratificação podem ser bons indicadores da qualidade do solo (FRANZLUEBBERS, 2002).

A melhor compreensão em função das diferenças regionais no solo e quantificação das potenciais práticas de produção são necessárias para assegurar que programas científicos resultem em recomendações de manejo que apoiem a intensificação da agricultura sem degradação adicional do solo, principalmente em áreas de expansão da agricultura.

Sendo assim, para abordar a eficiência das práticas de manejo quanto ao acumulo de carbono no solo em diferentes usos da terra nestes locais de expansão, o objetivo deste trabalho foi avaliar a estratificação de carbono em áreas sob vegetação nativa, pastagem, cultivo de grãos e bioenergia na região centro sul do Brasil.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram coletadas amostras de solo em dois locais na região Norte do Estado do Paraná, considerados locais de expansão da agricultura: (1) São Jorge do Ivaí, correspondendo a uma região de transição entre a formação Caiuá de origem sedimentar e a formação sobre basalto. O solo é classificado como Latossolo Vermelho-Escuro com 17% de argila, 8% de silte e 75% de areia e, (2) Santo Inácio, em solo originado da formação Arenito Caiuá, sendo classificado como Neossolo Quartzarenico com 10% de argila, 5% de silte e 85% de areia. Em ambas as regiões, o clima é considerado subtropical úmido (Cfa, segundo classificação de Koppen), com temperatura média anual de 20ºC.

Em São Jorge do Ivaí os usos da terra correspondem a pastagem natural, do gênero Cynodon spp., sem manejo de adubação, com baixa carga animal (1,5 UA ha-1). A cana-de-açúcar foi implantada em 2007, onde a colheita é realizada sem queima e, o uso da terra sob SPD iniciou em 2010, cultivado com soja no verão onde a área anteriormente possuía pastagem natural.

Em Santo Inácio, o uso da terra com pastagem foi instalado em 1999, composto por Brachiaria ruziziensis, com adubação anual de 120 kg ha-1 de nitrogênio, 80 kg ha-1 de P2O5 e 80 kg ha-1 de K2O, com carga animal de 4 UA ha-1, em 2015 a Braquiária foi substituída por Cynodon spp. A cana-de-açúcar foi implantada em 2004, manejada sem queima e, a soja cultivada em sistema plantio direta (SPD), realizada juntamente com o sistema integração lavoura pecuária (ILP), implantado em 2003. Tanto para São Jorge do Ivaí, quanto para Santo Inácio o uso da terra sob vegetação nativa é considerado secundária e floresta estacional semidecidual.

Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,0-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0-30 m em 4 pontos amostrais distanciados 50 m entre si em cada uso da terra. Após a coleta, as amostras foram encaminhadas para laboratório onde o conteúdo de carbono orgânico total foi determinado por combustão seca através do uso de um analisador elementar (Flash 2000 Organic Elemental Analyzer). O índice de estratificação de carbono foi calculado através da divisão entre a concentração de carbono da camada superficial (0,0-0,10 m) pela concentração média de carbono das camadas subsuperficiais de acordo com Franzluebbers (2002).

A análise de variância foi utilizada para testar os efeitos dos diferentes usos da terra sobre o índice de estratificação de carbono e quando significativos, os valores dos resultados foram comparados usando o teste de Tukey (p<0,05). Neste estudo cada local foi analisado separadamente, visto as diferenças entre os históricos das áreas e as análises realizadas através do software R., versão 3.1.1 (R. Core Team, 2016).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Altas proporções de estratificação de carbono, ou seja, quando maior que 2, podem ser considerados bons indicadores da qualidade do solo e correlacionados com o aumento do estoque de carbono (FRANZLUEBBERS, 2002). Os resultados deste trabalho, demonstram, porém, que em São Jorge do Ivaí todos os usos da terra apresentaram IEC inferior a 2 (Figura 1), não havendo diferenças entre os usos, com IEC médio de 1,5. Estes resultados representam que a entrada de carbono nestes ambientes ainda não é a ideal podendo melhorar para alcançar uma boa qualidade do solo.

Para as condições de solo arenoso em Santo Inácio, o uso da terra com pastagem foi o único a apresentar IEC superior a 2 (Figura 2), porém este valor não foi significativamente diferente dos valores encontrados na vegetação nativa e no uso da terra com soja, os quais foram inferiores a 2 e próximos a 1,5. Neste local, o índice de estratificação de carbono (IEC) da pastagem foi significativamente maior que o IEC obtido no uso da terra com cana-de-açúcar, o qual apresentou IEC inferior a 1.

Figura 1. Índice de estratificação de carbono (IEC) em função do usa da terra. Vegetação nativa (VN), pastagem (PA), cana-de-açúcar (CA), sistema plantio direto (SPD), em São Jorge do Ivaí, Paraná – Brasil.

Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05). Linha tracejada representa uma relação de referencia a IEC igual a 2.

O IEC pode ser utilizado como um eficiente indicador do acúmulo de carbono a longo prazo no uso da terra com SPD no Brasil, atingindo valores entre 1,64 a 2,61 e quando cultivado em preparo convencional estes valores reduzem para 1,12 a 1,51 (SÁ;LAL, 2009). Segundo o presente trabalho, o uso da terra com pastagem, também pode ser eficiente no acúmulo de carbono em solos arenosos (Figura 2). Cabe ressaltar que a pastagem é manejada com correções e adubações periódicas, o que favorece a maior densidade de raízes, maior ciclagem de nutrientes, maior atividade biológica, consequentemente aumentando o acúmulo de carbono no solo.

Mesmo não sendo superior a 2, o uso da terra com ILP pode favorecer o acúmulo de carbono em solos arenosos, como visto na área de Santo Inácio, justificando-se devido a maior adição de biomassa ocasionada pela braquiária no período invernal pelo seu extenso e vigoroso sistema radicular (SILVA et al., 2016), o que compensa a baixa adição de material vegetal da soja.

Figura 2. Índice de estratificação de carbono (IEC) em função do usa da terra. Vegetação nativa (VN), pastagem (PA), cana-de-açúcar (CA), sistema plantio direto juntamente com integração lavoura-pecuária (ILP) em Santo Inácio, Paraná – Brasil.

Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05). Linha tracejada representa uma relação de referência a IEC igual a 2.


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Os resultados deste estudo indicam que o uso da terra com cana-de-açúcar em áreas arenosas é potencialmente mais prejudicial a qualidade do solo que o uso da terra com pastagens (Figura 2) devido ao baixo IEC. Este resultado deve-se principalmente ao intenso preparo no solo a cada plantio e renovação dos canaviais, pois o revolvimento do solo, causa a ruptura da sua estrutura o que expõe a matéria orgânica aos processos de decomposição microbiana, ocasionando redução no conteúdo de carbono na superfície do solo (FIGUEIREDO et al., 2010). Segundo Salton et al. (2014), valores de IEC inferiores ou próximos a um indicam perda da qualidade do solo.

Para estes locais é indicado o uso da terra em sistemas integrados de produção, que aliam SPD, a produção de grãos, gramíneas forrageiras anuais e até mesmo pastagens perenes com correções e adubações periódicas.

CONCLUSÕES

A expansão das áreas de cana-de-açúcar na região centro sul do Brasil devem ser evitadas em solos arenosos, pois devido à fragilidade destes, e revolvimento a cada implantação/renovação dos canaviais, demonstrou potencial para redução do índice de estratificação de carbono, comprometendo a qualidade do solo.

Nestas áreas devem ser priorizados usos da terra com alta adição de material vegetal e cobertura permanente do solo.

REFERÊNCIAS

Cerri CEP, Easter M, Paustian K, Killian K, Coleman K, Bernoux M, Falloon P, Powlson DS, Batjes NH, Milne E, Cerri CC. Predicted soil organic carbono stocks and changes in the Brazilian Amazon between 2000 adn 2030. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 122, p. 58-72, 2007.

Donagema GK, Freitas PL, Balieiro FC, Fontana A, Spera ST, Lumbreras JF, Viana JHM, Filho JCA, Sanros FC, Albuquerque MR, Macedo MCM, Teixeira PC, Amaral AJ, Bortolon E, Bortolon L. Caracterização, potencial agrícola e perspectivas de manejo de solos leves no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 51, p. 1003-1020, set. 2016.

Figueiredo CC, Resck DVS, Carneiro MAC. Labile and stable fractions of soil organic matter under management systems and native cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, p. 907-916, 2010.

Franzluebbers AJ. Soil organic matter stratification ratio as an indicator of soil quality. Soil & Tillage Research, v. 66, p. 95–106, 2002.

R Core Team (2016). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.

Sá JCM, Lal R. Stratification ratio of soil organic matter pools as an indicator of carbon sequestration in a tillage chronosequence on a Brazilian Oxisol. Soil & Tillage Research, v. 103, p. 46-56, 2009.

Sá JCM, Lal R, Cerri CC, Lorenz K, Hungria M, Carvalho PCF. Low-carbon agriculture in South America to mitigate global climate change and advance food secutity. Environment International, v. 98, p. 102- 112, 2017.

Salton JC, Mercante FM, Tomazi M, Zaatta JA, Concenço G, Silva WM, Retore M. Integrated croplivestock system in tropical Brazil: Toward a sustainable production system. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 190, p. 70-79, 2014.

Silva GN, Bonetti JA, Souza ED, Paulino HB, Carneiro MAC. Management systems and soil use on fractions and stocks of organic carbono and nitrogen total in cerrado latosol. Bioscience Journal, v. 32, p. 1482- 1492, 2016.

Informações dos autores:  

(1) Estudante de Pós-Graduação, Universidade Federal de Santa Maria – Campus Frederico Westphalen;

(2) Técnico administrativo em educação, Universidade Federal de Santa Maria – Campus Frederico Westphalen;

(3) Estudante de Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria – Campus Frederico Westphalen;

(4) Prof. Dr. da Universidade Federal de Santa Maria – Campus Frederico Westphalen.

Disponível em: Anais da XII Reunião Sul-Brasileira de Ciência do Solo. Xanxerê – SC, Brasil.

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