Manejo do Solo Visando o Aumento da Produtividade das Culturas

MANEJO DO solo visando o aumento da
produtividade daS cULTURAS
Luís Ignácio Prochnow1
Heitor Cantarella2
Disponibilidade dE Solo no Mundo
C
erca de 12% da área agricultável do mundo – aproximadamente 1,5 bilhão de hectares – são atualmente
utilizados para produção agrícola. Embora ainda
existam quantidades razoáveis de
​​ terra potencialmente adequadas
para a agricultura, grande parte é coberta por florestas, protegida
por razões ambientais ou utilizada para assentamentos urbanos
(FAO, 2013). Como consequência direta do aumento da população mundial, o índice de terra arável per capita está diminuindo
rapidamente. Estima-se que o mundo terá somente 0,20 ha per
capita em 2050, em contraste com 0,45 ha em 1960. Essa “crise”
de terra arável é resultado do mundo em desenvolvimento, onde a
disponibilidade esperada será de 0,15 ha per capita contra 0,45 ha no
mundo desenvolvido (Bruinsma, 2009). Sendo assim, o aumento
na demanda por produtos agrícolas causará maior pressão para a
incorporação de terras potencialmente agricultáveis (pastagens existentes – 3,4 mil milhões de ha – ou pastos, savanas e caatingas com
produtividade baixa ou marginal – 1,1 bilhão de ha) para produção
de alimentos (Cai et al., 2011). No entanto, a maior parte dessas
áreas tem pelo menos uma condição de solo abaixo da ideal que
precisa ser considerada. Todas essas questões sugerem a necessidade
de intensificar a produção de alimentos, rações, fibra e energia em
áreas já cultivadas. Isso somente será possível por meio do avanço
em tecnologias focadas na integração do manejo adequado de todos
os fatores que influenciam o crescimento da cultura.
Condições de solo que afetam o crescimento
da CULTURA
Várias condições de solo influenciam o crescimento da cultura
e a produtividade final. Os fatores considerados mais importantes
incluem: pH, disponibilidade de nutrientes, umidade, disponibilidade de oxigênio, permeabilidade, temperatura e salinidade do
solo (Figura 1). As plantas variam na necessidade de cada uma
dessas condições. No entanto, rendimentos elevados e econômicos somente são obtidos quando todos os fatores estão próximos
do ideal. Por exemplo, a produtividade sustentável não pode ser
alcançada em um solo com bom equilíbrio de nutrientes mas
com baixa permeabilidade do solo restringindo o crescimento
das raízes das plantas.
Para atender o desafio de aumentar o rendimento das culturas
por unidade de área cultivada é importante entender onde e por
que existe o déficit de produtividade, ou yield gap. O conceito de
déficit de produtividade é definido por van Ittersum e Cassman
Matéria
orgânica Energia H O
2
solar
CO2
- pH
- Disponibilidade de nutrientes
- Umidade
- Disponibilidade de oxigênio
- Permeabilidade
- Temperatura
- Salinidade
Figura 1. A produtividade da planta é, em parte, reflexo do manejo do
solo, o qual deverá criar condições necessárias para otimizar
todos os fatores do solo considerados mais influentes para o
crescimento das plantas.
(2013) como a diferença entre a produtividade obtida sob manejo
ótimo (em condições não limitantes de água, nutrientes e livres
de estresses bióticos) e a produtividade média alcançada pelos
agricultores locais (Figura 2). As boas práticas de manejo (BPMs)
são as ferramentas utilizadas para modificar a condição do solo,
assegurando bom crescimento das plantas e reduzindo a amplitude
de qualquer desvio de rendimento existente. Essas práticas serão
mais eficazes e sustentáveis se forem respaldadas por princípios
científicos universais e estiverem adaptadas aos contextos sociais,
econômicos e ambientais nos quais são empregadas.
Deve-se reconhecer que alguns problemas no solo são relativamente fáceis de serem manejados, enquanto outros são influenciados
apenas indiretamente. O pH do solo, a disponibilidade de nutrientes
e a disponibilidade de água são exemplos de condições do solo que
podem ser modificados mais facilmente.
Abreviações: Al = alumínio; Ca = cálcio; N = nitrogênio.
1
Diretor do IPNI, Programa Brasil; e-mail: [email protected]
2
Pesquisador do Instituto Agronômico, Campinas, SP; e-mail: [email protected]
INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 150 – JUNHO/2015
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Produtividade relativa (%)
tecido vegetal e experimentação agronômica local. Em países onde
essas técnicas não estão disponíveis, ou viáveis, outras ferramentas
devem ser desenvolvidas para ajudar a determinar a disponibilidade
de nutrientes no solo e aplicar o método dos 4Cs (ou seja, uso da fonte
certa, na dose certa, na época certa e no local certo) em escala de
campo. Um exemplo de sucesso é o desenvolvimento da ferramenta
de apoio à decisão Nutrient Expert®, que se baseia na utilização combinada de ensaios com omissão de nutrientes no campo e modelagem
do acúmulo de nutrientes para, finalmente, determinar as necessidades
nutricionais para culturas específicas e fornecer a recomendação de
adubação regionalizada ao agricultor (Pampolino et al., 2012).
Déficit de
produtividade
Manejo atual
Manejo ótimo
(atingível)
Figura 2. A diferença entre as produtividades agrícolas real e ideal, ou
atingível, é um reflexo principalmente do desenvolvimento e da
adoção de melhores práticas de manejo.
pH do solo
O excesso de acidez do solo é um problema grave em grandes
áreas do globo, principalmente em solos altamente intemperizados
dos trópicos, em terras de pastagem com baixo rendimento e em
solos marginais. A capacidade das plantas de tolerar a acidez do
solo é variável, porém, a maior parte das plantas cresce melhor em
condições de solo ligeiramente ácidas (pH 5,5-6,5). Por exemplo,
as plantas de arroz crescem bem em pH baixo, como 4,8; o milho
normalmente se desenvolve melhor em pH entre 6,0 e 6,5; a alfafa
cresce melhor se o pH do solo estiver próximo de 7,0. A acidificação
do solo pode ocorre mesmo em solos altamente produtivos, devido à
lixiviação de cátions básicos e ao uso de fertilizantes nitrogenados.
Com o monitoramento da acidez do solo, por meio da análise periódica, e com o uso de calcário pode-se evitar a perda de qualidade
do solo associada à acidificação, principalmente na profundidade
onde as propriedades do solo são mais difíceis de serem corrigidas.
Assim, a calagem também pode colaborar na recuperação dos solos
para a produção agrícola de alto rendimento. Em alguns casos, o
gesso pode ser utilizado para corrigir os problemas de excesso de
Al3+ e falta de Ca2+ no subsolo, permitindo, assim, o crescimento
radicular profundo, o que é importante para a absorção de água e
nutrientes abaixo das camadas superficiais do solo.
Disponibilidade de nutrientes
As propriedades químicas inadequadas do solo, relacionadas à
disponibilidade de nutrientes, podem ser modificadas para melhorar
a produção de biomassa. Para a produção adequada de plantas é
importante que o solo disponha de um bom e consistente suprimento
de nutrientes, o qual pode ser avaliado e gerenciado com o uso
de diferentes ferramentas. A análise de solo e as recomendações
nutricionais com base nas curvas de resposta de produtividade sob
condições locais, com a orientação de especialistas, é um meio
eficaz de garantir rendimentos elevados, evitando a degradação do
solo pelo aporte desequilibrado de nutrientes, e fazendo bom uso
das terras que apresentam limitação de fertilidade.
Diagnósticos adequados da disponibilidade de nutrientes geram
recomendações de adubação específicas para o local, reduzem custos e
evitam o acúmulo de nutrientes em excesso e seus impactos ambientais
indesejáveis. Outras tecnologias que podem ajudar na determinação
da disponibilidade de nutrientes no solo incluem diagnósticos para
interpretar sintomas visuais de deficiência ou toxicidade, análise de
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UMIDADE DO SOLO
A disponibilidade de água no solo é um fator de crescente
preocupação na maior parte dos sistemas de produção agrícola. A
seleção de variedades bem adaptadas e eficientes no uso da água é
fundamental para alcançar o melhor uso da água no solo. Ferramentas eficientes de campo e técnicas sofisticadas de instrumentação,
necessárias para monitorar a umidade do solo e a demanda das
culturas por água – tanto em sequeiro como em sistemas irrigados –,
muitas vezes são facilmente acessíveis em muitas partes do mundo
afetadas pela seca. Práticas de manejo adaptativo (por exemplo,
sistemas conservacionistas, cobertura do solo) são necessárias para
otimizar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, estimular o enraizamento profundo dentro do perfil do solo e diminuir
o impacto da redução da disponibilidade de água.
Práticas para melhorar as Condições dO solo
Problemas como compactação, salinização, erosão, formação
de crostas, perda de matéria orgânica e de diversidade microbiológica do solo podem ser corrigidos com várias práticas agronômicas
restauradoras. Em alguns casos, a subsolagem e outras operações
mecânicas e equipamentos (por exemplo, uso de pneus adequados
no campo) podem minimizar ou corrigir problemas de compactação
e falta de aeração no solo. Muitas práticas adaptativas são adotadas
com o objetivo de melhorar, a curto e a longo prazo, o sistema de
cultivo e a condição do solo. Dois bons exemplos de tais práticas
são o plantio direto e a rotação de culturas específicas da região.
plantio direto
O plantio direto (também chamado de cultivo mínimo) é uma
maneira de cultivar lavouras ou pastagens em anos sucessivos
com a mínima perturbação física do solo. Ele geralmente promove aumento na retenção de matéria orgânica, modifica a macro
e microporosidade do solo e também influencia a ciclagem de
nutrientes. Em muitas regiões, pode reduzir ou eliminar a erosão
do solo. Como resultado de tais modificações, o plantio direto pode
influenciar positivamente as condições do solo, tais como aeração,
calor e permeabilidade. Também pode influenciar a disponibilidade
de nutrientes e água, proporcionando melhores condições para o
crescimento das plantas.
rotação de culturas
A rotação de culturas específica (ou seja, a sequência de culturas
adaptada à região) também pode ter influência positiva sobre as
condições do solo. Alternativas criativas, como a prática brasileira
de utilizar gramíneas forrageiras em rotação com culturas de cereais,
pode gerar grandes benefícios para as condições do solo e a disponibilidade de nutrientes (Figura 3). A rotação de culturas utilizando
plantas com diferentes arquiteturas e fisiologias de raiz promove o
INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 150 – JUNHO/2015
Conclusão
O bom manejo do solo permite melhorar e manter a qualidade
do solo e aumentar a produtividade das culturas. O manejo dos
nutrientes, associado a outras práticas agronômicas, é ferramenta
fundamental para a correção dos solos que apresentam limitações
permanentes ou temporárias, a fim de incorporá-los ao sistema
agrícola. A literatura é extensa em informações que orientam na
modificação do solo de acordo com as melhores práticas de manejo,
as quais devem ser sempre adaptadas às condições locais.
O plantio direto reduz o potencial de erosão, porém, aumentam os
processos acidificantes (como decomposição de resíduos culturais,
nitrificação dos fertilizantes nitrogenados, etc.) na superfície do solo.
acesso aos nutrientes em diferentes camadas e formas químicas no
solo. A extensão mais longa do sistema radicular e a liberação de
exsudatos radiculares aumentam a capacidade da planta de acessar
formas de nutrientes que não estão facilmente disponíveis em sistemas tradicionais de cultivo de cereais (Crusciol et al., 2010).
Bruinsma, J. The Resource Outlook to 2050. By how much do land, water use and
crop yields need to increase by 2050? In: Expert Meeting on How to Feed
the World in 2050, 2009. Proceedings... Rome: FAO, UN Headquarters, 2009.
Cai, X.; Zhang, X.; Wang, D. Land availability for biofuel production. Environmental Science and Technology, v. 45, p. 334-339, 2011.
Crusciol, C. A. C.; Soratto, R.; Borghi, E.; Mateus, G. P. Benefits of
integrating crops and tropical pastures as systems of production. Better Crops with
Plant Food, v. 94, n. 2, p. 14-16, 2010.
FAO. Food and Agriculture Organization. Statistical Yearbook: World Food and
Agriculture. Rome, 2013.
Pampolino, M. F., Witt, C.; Piscaria, J. M.; Johnston, A.; Fisher,
M. J. Development approach and evaluation of the Nutrient Expert software for
nutrient management in cereal crops. Computers and Electronics in Agriculture,
v. 88, p. 103-110, 2012.
van Ittersum, M. K.; Cassman, K. G. Yield gap analysis – Rationale, methods
and applications – Introduction to the special issue. Field Crops Research, v. 143,
p. 1-3, 2013.
A
B
C
D
Crédito das fotos: Emerson Borghi (A e B) e Rogério Soratto (C e D)
barroncountywi.gov
ReferÊncIAs
Figura 3. Rotação braquiária-milho em diferentes estádios: (A) antes da colheita, (B) no momento da colheita, (C) logo após a colheita e (D) algumas
semanas após a colheita.
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