INTRODUÇÃO

A produção vegetal está sofrendo sérias reformulações visando à sustentabilidade ambiental e manutenção do desenvolvimento humano. Os princípios físicos dos solos e a busca de encontrar medidas mitigadoras contra impactos ambientais decorrentes do acelerado desenvolvimento dos processos de produção das últimas décadas (Siqueira 2006), desta maneira, a utilização de métodos de análises físicas do solo e as suas corretas aplicações são fundamentais para o estabelecimento de parâmetros que resultem em incremento produtivo. Um grande avanço foi a adoção do sistema de plantio direto.

No entanto, com o passar do tempo, nessas áreas também surgiram problemas, principalmente relacionados à estrutura do solo, como a redução do espaço poroso, afetando o movimento da água no interior do solo e o crescimento das plantas (^{Mentges et al. 2007}).

As características físicas de solos serão parâmetros que permitirão um diferencial competitivo nos sistemas de cultivo para produção de alimentos que vêm preservando a estrutura dos solos ao admitir, por exemplo, plantio direto. Assim as relações ligadas à nutrição vegetal necessitam da física para constituírem novos princípios para atender as necessidades das plantas cultivadas e permitirem a expressão genética das mesmas.

Dessa forma, a compactação do solo é um problema comumente observado em lavouras em que foi adotado o sistema de plantio direto, especialmente em solos argilosos. Sua origem está relacionada ao não revolvimento do solo, permitindo o acúmulo de pressões produzidas pelo tráfego contínuo de máquinas agrícolas e/ou animais, principalmente em dias de alta umidade do solo, provocando, assim, mudanças significativas em algumas propriedades físicas do solo (^{Dias Junior e Pierce 1996}) (^{Silva et al. 2002}).

O método atualmente utilizado de levantar a compactação do solo, via resistência à penetração, pode ter interpretação errônea, sendo que é afetado por umidade e densidade do solo, podendo mascarar os resultados. Por outro lado, a definição de limites críticos de densidade do solo para o desenvolvimento das plantas é muito complexa, uma vez que é dependente da textura e do teor de matéria orgânica. Uma alternativa seria a determinação da densidade relativa, que é a relação entre a densidade do solo no campo e a densidade do solo máxima obtida pelo ensaio de Proctor normal, que tem sido apresentada como um parâmetro capaz de padronizar e delimitar esses limites críticos (^{Klein 2006}). Assim, surge a necessidade de se obter valores de referência de densidade máxima para os solos agrícolas, os quais se espera que não variem consideravelmente na região, sendo que o teor de argila e de matéria orgânica não variam consideravelmente na região Centro Oeste do Paraná, BR.

Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi realizar um levantamento da densidade máxima dos solos da região centro oeste do Paraná, em três profundidades, para serem utilizados como referência para futuros cálculos de densidade relativa.

MATERIAL E MÉTODOS

A coleta do solo da primeira área foi realizada no município de Guarapuava - PR, nas seguintes coordenadas geográficas: Latitude -25° 23' e Longitude -51° 29', com altitude de 1058 m. A coleta do solo da segunda área foi realizada no município de Pinhão - PR, nas seguintes coordenadas geográficas: Latitude -25° 43' e Longitude -51° 41', com altitude de 1041 m. A coleta do solo da terceira área foi realizada no município de Candói - PR, nas seguintes coordenadas geográficas: Latitude -25° 31' e Longitude -51° 47', com altitude de 950 m.

Em cada área foram determinadas sempre três profundidades de coleta, devidamente alocadas de 0 a 40 cm, determinadas em função da homogeneidade da resistência à penetração de cada uma das três áreas, sendo essas avaliações realizadas ao longo de toda a área, de modo à serem o mais representativo possível. Vale frisar, que essas profundidades determinadas podiam variar de uma área para outra, apresentando no mínimo 10 cm e no máximo 20 cm de camada.

A determinação dos níveis de resistência à penetração (RP) do solo foi realizada no mesmo dia da coleta do solo. Foi utilizado um amostrador eletromecânico, da marca Falker, modelo PLG1020 (Figura 1).

Foram coletados aproximadamente 30 kg de solo em três pontos aleatórios em cada área, para uma melhor representatividade da área, sempre nas profundidades definidas em função da RP (Figura 2).

Após a coleta, os solos foram secados em estufa, desagregados, e passados em peneira de malha 4 mm. Após esse procedimento, as amostras foram submetidas ao ensaio de Proctor normal, que consiste na utilização de impacto resultante de carga fixa em amostras de solo submetidas a diferentes umidades, resultando em uma curva a qual representa a densidade alcançada em função da umidade.

Para simulação da carga de impacto, utiliza-se como equipamento básico um soquete de 2,5 kg, um molde cilíndrico metálico com diâmetro de 10 cm e altura de 12,73 cm e um anel complementar metálico que permite a compactação da terceira camada de material no interior do cilindro (Figura 3).

Após a determinação da umidade inicial, foram adicionadas cinco quantidades crescentes de água, visando atingir umidades variando de 30 a 60%. Após homogeneização, as amostras foram inseridas no cilindro de compactação, aplicando-se 26 golpes com o soquete, sendo 25 batidas ao redor da extensão do anel em movimento circular, e a última no centro do anel. O soquete foi abandonado a uma altura de 30,5 cm até topar com a camada de solo. A inserção do solo no cilindro foi realizada em três etapas, sendo que entre cada etapa foi realizada uma escarificação com uma faca, a fim de facilitar a aderência entre as camadas.

Após as 26 batidas nas três camadas de solo, retirou-se a parte superior do anel, limpou-se o excesso com uma régua, para respeitar o volume de 1000 cm³ do anel preenchido com solo, o qual foi pesada em balança eletrônica. O solo removido da parte superior foi coletado, armazenado em bandeja de alumínio e pesado em balança eletrônica, para posteriormente fazer o controle da umidade a que a amostra foi submetida. Após a determinação da umidade em estufa se obteve os valores de densidade do solo.

O procedimento foi repetido três vezes para as amostras dos três locais, das três profundidades. Após a obtenção dos dados realizou-se a plotagem de um gráfico de densidade versus umidade em planilha eletrônica, obtendo-se em seguida uma regressão do tipo polinomial, com a qual foi possível determinar a densidade máxima e a respectiva umidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Figura 4 estão apresentados os dados de resistência à penetração das 3 áreas estudadas, e as respectivas classes de profundidade definidas em função da homogeneidade de comportamento desse atributo.

As curvas de compactação, obtidas por meio do ensaio de Proctor normal para as três profundidades avaliadas de um Latossolo bruno distrófico, são apresentadas na Figura 5.

As curvas de compactação para as diferentes profundidades, de acordo com a derivada da equação de regressão, na camada de 0-10 cm, com 42% de umidade se alcançaria a maior compactação, que seria de 1,14 g cm^-3. Para a camada de 10-20 cm, com 41,6% de umidade, seria possível alcançar 1,15 g cm^-3, e para a camada de 20-40 cm, com 42,1% de umidade, alcançaria 1,16 g cm^-3. Independente da camada, os valores tanto da umidade como da compactação máxima obtida para este solo ficaram bem próximos.

Em relação as curvas de compactação obtidas pelo ensaio de Proctor para o município de Pinhão - PR, foram avaliadas as camadas de 0-15 cm, 15-25 cm e 25-40 cm (Figura 6). De acordo com as derivadas da equação de regressão para cada profundidade, na camada de 0-15 cm, com 37,4% de umidade se alcançaria a maior compactação, que seria de 1,25 g cm^-3. Para a camada de 15-25 cm, com 36,4% de umidade, seria possível alcançar 1,27 g cm^-3, e para a camada de 25-40 cm, com 35,6% de umidade, alcançaria 1,27 g cm^-3.

Já em relação ao município de Candói - PR, as curvas de compactação obtidas pelo ensaio de Proctor, foram avaliadas as camadas de 0-15 cm, 15-25 cm e 25-40 cm (Figura 7) e, de acordo com as derivadas da equação de regressão para cada profundidade, na camada de 0-15 cm, com 39,9% de umidade se alcançaria a maior compactação, que seria de 1,21 g cm^-3. Para a camada de 15-25 cm, com 37,0% de umidade, seria possível alcançar 1,24 g cm^-3, e para a camada de 25-40 cm, com 38,5% de umidade, alcançaria 1,26 g cm^-3.

Nas Tabelas 1, 2 e 3 estão apresentados os dados da densidade máxima obtida e a respectiva umidade para cada classe de profundidade definida nas áreas das três localidades.

Observa-se, em função deste trabalho que os valores de densidade ficaram relativamente baixos, comparados com outros solos, como por exemplo ^{Braida et al. (2006}), que avaliando um argissolo vermelho-amarelo e em um nitossolo vermelho encontraram valores de Ds máxima de 1,87 e 1,40 g cm^-3 à 11 e 28% de umidade respectivamente.

Observa-se também, nos três locais avaliados que o solo da camada mais superior apresenta valores de densidade máxima, obtidas pelo ensaio de Proctor mais baixos e com um teor de água maior. Isto pode estar relacionado com o acúmulo de material orgânico a partir desta camada, visto que os solos estavam sob o sistema de plantio direto, estando de acordo com ^{Kiehl (1979}), que um maior teor de matéria orgânica, o solo vai apresentar uma densidade aparente menor, com maior capacidade de retenção de água, essa maior capacidade de retenção de água, correlacionando positivamente com à presença de matéria orgânica (MO) na forma livre, aquela MO que não está ligada à fração mineral.

Para um nível de energia aplicado no solo, quanto maior for o teor de matéria orgânica neste solo, menor vai ser a densidade máxima obtida, e será necessária uma maior quantidade de água. Isto se deve, ao efeito amortecedor da matéria orgânica, que dissipa a energia aplicada, a capacidade de retenção de água, não deixando que a água atue como lubrificante das partículas do solo e o aumento da coesão entre as partículas e a MO, devido à ação das cargas (^{Aragón et al., 2000} e ^{Zhang et al., 1997}).

CONCLUSÃO

Para um nível de energia aplicado no solo, quanto maior for o teor de matéria orgânica neste solo, menor será a densidade máxima e densidade relativa à que ele pode ser submetido. Provavelmente devido à isso, se observou maiores valores de densidade máxima conforme aumentava a profundidade.

Para efeitos práticos de campo, os valores de densidade máxima obtidos, podem servir como uma referência para cálculo da densidade relativa para a região Centro Oeste do Estado de Paraná, sendo que as características de granulometria não se alteram facilmente nessa região até a profundidade que foi trabalhada nesse ensaio, lembrando que o mesmo foi realizado com fins de levantamento, e não de comparação entre os solos das localidades estudados.