Manejo de solos tropicais no mundo

Manejo de solos tropicais no mundo
De Charles W. Rice
Karina Fabrizzi e Paul White
Departamento de Agronomia
Pesquisa e Extensão da Kansas
Clima
Solos
Luz solar
CO2
Manejo
Rendimento
Propriedades
Químicas Do Solo
Atividade Biológica
Do Solo
Propriedades Físicas Do Solo
Propriedades Físicas Do Solo
• Agregação
• Densidade do solo
• Infiltração de água
• Retenção de água
• Umidade do solo
• Temperatura do solo
• Profundidade do sistema radicular
• Textura do solo
Doran & Parkin 1994
Propriedades Químicas Do Solo
– C e N orgânicos
– pH
– Condutividade elétrica
– N inorgânico (NH4+ e NO3-)
–PeK
– Mineralogia
Doran & Parkin 1994
Propriedades Biológicas Do Solo
– Biomassa microbiana (C e N)
– N e C mineralizável
– Respiração do solo
– Simbiose (Rizóbio, Micorriza)
– Relações de Fungo:Bactéria
Doran & Parkin 1994
Matéria
Orgânica
De Solo
Estrutura
Do Solo
Água
Erosão
& Disponibilidade
Biodiversidade
Do Solo
Actividade
Microbiana
Ciclagem de
Nutrientes
Biomassa
Vegetal
Rendimento
H2O
Temperatura
O2
Características
da planta
Composição e
atividade microbiana
Fonte
Orgânica
De C
Qualidade
do substrato
Argila
Fatores
Biológicos
Proteção Física
Distúrbios
Orgânicos
Argila
Mineralogia
Estabilização
Química
CO2
Hierarquia de importância
Conservação do carbono do solo
Matéria Orgânica vs. Argila
• Nichols (1984)
Influência mineral da argila na estabilização de C
Resíduo vegetal
C na Biomassa
Microbiana
Subprodutos de Planta
e de Microrganismos
% Argila
Mineralogia
da Argila
C Estável
no Solo
Superfície Específica
Cargas Elétricas
Estrutura Laminar
C ‘Lento’
no Solo
(Decomposição mais lenta)
Efeitos do Tipo de Argila
Tipo
• 2:1 (Esmectita)
• 1:1 (caolinita)
• Sesquióxidos
Carga De superfície
• Alta
• Baixa
• Variável
Redução da matéria orgânica devido ao
preparo convencional em monocultivos na
ecoregião tropical (Cerrado 13 to 11° LS)
Perda C (%)
Anos de Cultivo
0
5
0
50
49% de perda
em solo argiloso
(> 30%)
69% de perda
em solo arenoso
(< 15% argila)
100
Resck, 1998
H2O
Temperatura
O2
Características
da planta
Composição e
atividade microbiana
Fonte
Orgânica
De C
Qualidade
do substrato
Argila
Fatores
Biológicos
Proteção Física
Distúrbios
Orgânicos
Argila
Mineralogia
Estabilização
Química
CO2
Hierarquia de importância
Conservação do carbono do solo
Importância da Agregação do Solo
Argila
Argila
Argila Argila
Argila
Argila
Argila
Argila
Argila
Argila
Argila
Argila
milímetro
Modelo de Microagregados-macroagregados
Microagregados 20-90 e 90-250 µm
Resíduos de Plantas e Fungos
Raiz da planta
Microagregados Tamanho Silte
Microestrutura da Argila
Matéria Orgânica Particulada
Hifas de Micorrizas
Espaço Poroso; Polissacarídeos e outros
Agentes Amorfos Cimentantes
Microagregado <250 µm
Macroagregado >250 µ m
Adaptado de Jastrow e de Miller, 1997
5 cm
Fonte: Juca Sá
Efeito da Supressão de Micorrizas na Distribuição de Agregados
30
Massa Seca (g
25
20
15
10
5
0
>2000
250-2000
53-250
<53
Classe Tamanho Agregado (µm)
Controle
(micorrizas)
Supressão de
Micorrizas
Soil
Agregado
Agregados Estáveis em Água
(g agregados 100 g-1 solo)
Microbial
CARBON
CARB
NITROGEN
Ecology
Esterco
Fertilizante
35
30
25
a
a
a
b
b
b
20
15
c
10
d
5
0
20-53
53-250
250-2000
Classe Tamanho Agregado (µm)
> 2000
Soil
Agregados Estáveis em Água
(g agregados 100 g-1 solo)
Microbial
CARBON
CARB
NITROGEN
Ecology
Agregado
35
a
30
25
NT
CT
b
c
c
20
bc
d
e
15
10
f
5
0
20-53
53-250
250-2000
Classe Tamanho Agregado (µm)
> 2000
Distribuição de Agregados
(0-5 cm, Brasil)
% de Solo Retido
0,8
Gramíneas
Plantio direto
0,6
Preparo convencional
0,4
0,2
0
>2
1-2
0.5-1
0.25-0.5
0.1050.25
<0.105
Classe de Tamanho (mm)
Adaptado de Ponheiro et al. (2004)
Efeito de Tempo de Cultivo na Agregação
Diâmetro Médio Ponderado
(mm)
2.5
2
2
R = 0.5245
1.5
1
0.5
0
0
20
40
60
80
100
Tempo De Cultivo (anos)
(Le Bissonnais e Arrouays, 1997 )
120
Carbono orgânico do solo vs. Tempo de cultivo
C orgânico (g kg-1)
35
30
25
2
R = 0.9331
20
15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
Tempo de cultivo (anos)
(Le Bissonnais e Arrouays, 1997)
H2O
Temperatura
O2
Características
da planta
Composição e
atividade microbiana
Fonte
Orgânica
De C
Qualidade
do substrato
Argila
Fatores
Biológicos
Proteção Física
Distúrbios
Orgânicos
Argila
Mineralogia
Estabilização
Química
CO2
Hierarquia de importância
Conservação do carbono do solo
Rotações de Culturas e Sistemas de
Manejo (Brasil)
C total (mg g-1)
PC
PD
C biomassa microb (µg C g-1)
PC
PD
Rotação
Cultural
Prof: 0-5 cm
S/W
M/W
C/W
15.3 b
14.7 b
13.9 b
20.6 a
22.4 a
20.6 a
177 b
185 b
206 b
347 a
367 a
326 a
Prof: 5-10 cm
S/W
M/W
C/W
13.4 b
15.3 b
13.2 b
17.3 a
19.0 a
19.7 a
194 b
209 b
140 b
280 a
322 a
232 a
S: soja, W: trigo, M:milho, C: algodão
Adaptado de Balota et de al. (2004)
Matéria
Orgânica
De Solo
Estrutura
Do Solo
Água
Erosão
& Disponibilidade
Biodiversidade
Do Solo
Actividade
Microbiana
Ciclagem de
Nutrientes
Biomassa
Vegetal
Rendimento
Efeito da rotação de culturas e manejo no escoamento de água
e erosão do solo (Brasil)
Erosão
T/ha
Escoamento
% da chuva
Milho com queima de
resíduos
25.2
8.1
Milho em rotação com soja
e algodão
24.1
8.2
Milho contínuo
21.8
7.0
Milho + feijão
18.4
6.3
Milho + mucuna (mulch)
10.6
3.5
Milho +mucuna
(incorporado)
8.5
3.3
Milho + esterco de gado
4.5
2.1
Manejo
Adapted from Lombardi et al.(1975)
Causas da degradação do solo
•
•
•
•
•
•
•
•
Erosão do solo
Perdas nutriente pelo escoamento
Acidificação
Compactação
Selamento
Perda de matéria orgânica
Depleção de nutrientes
Salinização
H2O
Temperatura
O2
Características
da planta
Composição e
atividade microbiana
Fonte
Orgânica
De C
Qualidade
do substrato
Argila
Fatores
Biológicos
Proteção Física
Distúrbios
Orgânicos
Argila
Mineralogia
Estabilização
Química
CO2
Hierarquia de importância
Conservação do carbono do solo
Práticas de manejo que
promovem a qualidade do solo
•
•
•
•
•
•
•
Preparo reduzido
Rotação de cultura
Manejo de resíduo
Controle da erosão
Reciclagem de materiais orgânicos
Manejo de água
Cobertura permanente