Benefícios do monitoramento da condição física do solo com penetrógrafo

O Brasil se apresenta atualmente como o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com uma área cultivada superior a oito milhões de hectares. Para manter este padrão, o aumento da produção e expansão da área cultivada se faz necessário. Contudo, o uso indiscriminado de maquinário agrícola pode compactar os solos, causando danos em sua estrutura.

A compactação, definida como “o processo de redução da porosidade do solo pelo aumento da sua densidade", se deve ao uso de maquinário pesado que trafega na área e também aos implementos agrícolas que pulverizam a cultura. Como consequência, o solo tem sua capacidade de infiltração e aeração diminuída, e há o aumento do escoamento superficial e da resistência ao crescimento das raízes. Assim, tanto a germinação de sementes como a extração de nutrientes e água pelas raízes das plantas são afetadas.

Esse fenômeno é um dos principais resultados do sistema de preparo inapropriado na camada arável do solo. Não existe uma metodologia de preparo padronizada que seja aplicável a todos os solos, e na balança dos produtores pesam as potencialidades e limitações da área cultivada e as necessidades de atender à demanda produtiva. Alguns estudos indicam que a compactação do subsolo pode persistir 30 anos após uma única passada de maquinário pesado combinado de trator e reboque. Estas limitações acarretam na queda do rendimento agrícola e elevam os custos de produção.

PREPARO DO SOLO E O RISCO DE COMPACTAÇÃO

O preparo do solo é um processo que tem por objetivo modificar o seu estado físico para fornecer um ambiente favorável para o crescimento das culturas, com diferentes operações de preparo apresentando efeitos diferentes sobre o crescimento das plantas e sobre o seu rendimento. No caso da cana-de-açúcar, o manejo do solo consiste de um preparo inicial de reforma, também chamado de pós-colheita, que corresponde à subsolagem e incorporação de resíduos e corretivos, e o preparo de pré-plantio para a formação do leito e sulcação. Este preparo tem um efeito importante sobre o fluxo da água, seu armazenamento e a sua evaporação pelo solo e pelas raízes das plantas. Além disso, ele influencia na atividade microbiana responsável pela umidade, temperatura e aeração do solo, desde que seja tratado com equipamentos agrícolas adequados.

O maior risco de compactar os solos cultivados em cana-de-açúcar encontra-se justamente durante a safra, quando o maquinário pesado entra no campo. Quando isso acontece, o solo recebe uma carga que se propaga em profundidade. A propagação desta carga e a consequente compactação vão depender do tipo de pneu (de uma, duas rodas ou esteira), da umidade do solo, da matéria orgânica presente no solo, assim como da pressão de insuflagem dos pneus e da carga por roda. O conjunto de todos estes fatores pode contribuir para o aumento da compactação do solo.

Os penetrógrafos são equipamentos muito úteis na avaliação da compactação, pois simulam o crescimento das raízes no solo e seus dados fornecem uma medida física indireta da resistência mecânica do solo à penetração - normalmente expressa em kPa ou Mpa, uma relação de força por unidade de área. Além disso, são equipamentos fáceis de manusear e de custo acessível. O monitoramento da compactação por meio da resistência a penetração serve de base para investigar a influência do tráfego de máquinas agrícolas sobre o solo e assim se fazer um levantamento das áreas mais afetadas.

Um adequado monitoramento de resistência à penetração deve incluir também o monitoramento da umidade do solo para determinar com maior precisão as zonas mais compactadas dentro de uma área de estudo. Com os dados obtidos, o produtor pode, por exemplo, compará-los com mapas de produtividade e fertilidade. Uma vez que a compactação é um fator limitante da produtividade, será possível comparar a restrição da produção com os níveis de compactação encontrados no campo.

Com o intuito de fornecer ao produtor informações da versatilidade do equipamento, pesquisadores da Universidade Federal Rural de Pernambuco têm realizado vários estudos sobre o uso do penetrógrafo na avaliação da compactação do solo. Dentro destes estudos, pesquisadores executaram uma análise de campo do estado de compactação do solo causada pelo tráfego do maquinário agrícola na colheita de cana-de-açúcar no município de Goiana, em Pernambuco, utilizando um penetrógrafo da marca SoloTrack PLG5200, configurado com uma resolução para realizar medições a cada 1cm utilizando um cone tipo 2 com valor de resistência a penetração máximo de 7.700 kPa.

RESULTADOS OBTIDOS

Do total das 80 medições realizadas na área, só 48% conseguiu atingir a profundidade de 20cm, e 37% das medições atingiram a profundidade de 40cm. No restante das medições, o equipamento realizou o retrocesso automático por força excessiva, pois durante as medições a resistência a penetração apresentada pelo solo foi maior que o valor limite estipulado no equipamento, de 7.700 kPa. As condições de umidade média da área foram um pouco abaixo da capacidade de campo: 13% para os primeiros 20cm de profundidade do solo e 14% para a profundidade de 20cm a 40cm. Neste caso, tanto o preparo do solo como a umidade e o tipo de solo coeso que ocorre na área contribuíram de forma conjunta para a elevada resistência à penetração.

Na literatura especializada, o limite crítico para o crescimento das raízes é de 2500 kPa. Acima deste valor, o sistema radicular da maioria das culturas vegetais começa a apresentar limitações no seu desenvolvimento. No caso da área investigada, os menores valores observados na superfície do solo já se encontram próximos do limite de 2500 kPa, enquanto os valores máximos observados excediam mais que o dobro do valor de referência. Esta situação evidencia que existem zonas mais compactadas que outras dentro do talhão. Neste caso, seria interessante realizar o estudo da área em associação entre as zonas mais compactadas com o teor de água nelas no momento do ensaio de resistência à penetração.

TABELA 1: Resumo da estatística descritiva para a resistência à penetração em duas profundidades.

Profundidade

n

RP

Mínimo

Máximo

umidade

kPa

kPa

kPa

%

0-20 cm

39

4020

2280

6130

13

20-40 cm

30

3220

1540

5780

14

Utilizando o software penetroLOG que acompanha o penetrógrafo, os valores da RP puderam ser apresentados em forma de figura, de acordo com a profundidade analisada (Figura 1).

Com esta ferramenta, é possível observar com clareza que todos os valores encontram-se acima do valor crítico de 2500 kPa (linha amarela) e que a camada que apresenta a maior resistência a penetração está entre 5 e 10 cm, que ultrapassou os 5000 kPa (linha rosa). Esta seria a zona mais afetada pelos implementos agrícolas por apresentar a resistência à penetração máxima na área estudada.

Figura 1. Médias de Resistência à penetração (kPa) Vs. Profundidade (mm) para as camadas de 0-0,20 m (a) e 0,20-0,40 m (b)

MONITORAR É PRECISO

O monitoramento da condição física do solo com o uso do penetrógrafo mostrou rapidamente a camada mais afetada pela compactação. Isto demonstra que o aumento da produção da cultura de cana-de-açúcar no Brasil pode ter como conseqüência o risco de compactar os solos agrícolas em longo prazo se o manejo destes não for adequado.

A partir deste ponto, o produtor poderá considerar outras formas de prevenir ou remediar a degradação do solo pela compactação através de medidas como a adoção de outras práticas agrícolas, a redução da carga por eixo nos tratores, o aumento da área de contato solo-pneu, trabalho no solo com umidade adequada, redução do número de passadas das máquinas, controle do tráfego agrícola, aumento da introdução de matéria orgânica, remoção da compactação do solo em profundidade e rotação de culturas.

Este artigo foi publicado na edição 137 da revista Cultivar Máquinas. Clique aqui para ler a edição.


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Nicolas L. Balcazar; Mario M. Rolim; Veronildo S. Oliveira; Uilka E. Tavares