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Investigación Agraria

On-line version ISSN 2305-0683

Investig. Agrar. vol.23 no.2 San Lorenzo Dec. 2021

https://doi.org/10.18004/investig.agrar.2021.diciembre.2302672 

Artículo científico

Sistemas de preparo do solo e seus efeitos no desenvolvimento da cultura da soja

Soil tillage systems and their effects on soybean crop development

Yara Karine de Lima Silva1  * 
http://orcid.org/0000-0002-8849-1195

Maria Elisa Paraguassu1 
http://orcid.org/0000-0002-0755-065X

Thaisa Fernanda Oliveira1 
http://orcid.org/0000-0003-4819-6885

Mariana Cecília Melo1 
http://orcid.org/0000-0001-6796-8436

Alberto Carvalho Filho1 
http://orcid.org/0000-0002-3855-1938

Pedro Ivo God Good1 
http://orcid.org/0000-0003-4540-4597

1 Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Ciências Agrárias. Viçosa, MG, Brasil.


RESUMO

Sistemas de preparo do solo podem influenciar o desenvolvimento das culturas. Com o objetivo de avaliar os efeitos de equipamentos de preparo na física do solo e desenvolvimento da soja, foram avaliados cinco sistemas de preparo do solo (arado de aivecas, arado de discos, grade aradora intermediária, escarificador e enxada rotativa) e seu efeito nos agregados de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os sistemas de preparo do solo influenciaram na altura média das plantas na cultura da soja. O preparo do solo com os arados de discos e aivecas ocasionam maior tamanho de plantas em comparação ao escarificador. Os sistemas de preparo periódico do solo não influenciam no desenvolvimento e a produtividade da cultura da soja.

Palavras-chave: atributos agronômicos; preparo convencional; preparo periódico primário do solo

ABSTRACT

Soil tillage systems can influence crop development. In order to evaluate the effects of tillage equipment on soil physics and soybean development, five soil tillage systems were evaluated (mouldboard plow, disc plow, intermediate harrow, scarifier and rotary hoe) and their effect on aggregates of a dystrophic Red Yellow Latosol. A completely randomized design with four replications was used. The tillage systems influenced the average height of the plants in the soybean crop. Soil preparation with disc plows and moldboards cause larger plant sizes compared to the scarifier. Periodic soil tillage systems do not influence the development and productivity of the soybean crop.

Keywords: agronomic attributes; conventional tillage; primary periodic soil preparation

INTRODUÇÃO

A soja (Glycine max L.) é a principal commoditie agrícola do Brasil, destacando-se como a oleaginosa mais cultivada mundialmente (Rocha et al., 2018). As áreas de cultivo de soja são caracterizadas pelo uso intenso de insumos e mecanização (Fachin et al., 2014). Entretanto, a utilização intensiva de máquinas e implementos para a realização das atividades agrícolas na cultura da soja tem modificado os atributos físicos dos solos (Nagahama, Granja, Cortez, Ramos e Arcoverde, 2016).

O preparo mecanizado do solo tem como função diminuir o nível de agregação, melhorar a infiltração de água e a aeração, criar condições favoráveis à germinação e o desenvolvimento de plantas (Júnior, Nagahama, Zevski, Cortez e Souza, 2016). Entretanto há alterações negativas provocadas pelo preparo convencional são a redução da estabilidade dos agregados, a desagregação entre partículas, a compactação, o aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica e a diminuição do acúmulo de carbono (Sales, Portugal, Moreira, Kondo e Pegoraro, 2016) . Dessa forma, avaliar as relações máquina-solo-planta são importantes para a manutenção da qualidade dos solos, evitando quedas na produtividade (Lima, León e Silva, 2013) .

Dentre as características físicas do solo, os agregados são os principais componentes estruturais (Pragana, Ribeiro, Nóbrega, Ribeiro Filho e Costa, 2012; Safadoust et al., 2014). A presença de agregados que resistem à ação da água é importante para o desempenho do solo sob uso agrícola (Safadoust et al., 2014). Os solos com agregados maiores conferem maior estruturação, porosidade, condutividade hidráulica e resistência à compressão com inegáveis vantagens para a sustentabilidade dos sistemas de produção (Llanillo et al., 2006). Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de equipamentos de preparo do solo na agregação de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico e no desenvolvimento da cultura da soja.

MATERIAL E MÉTODOS

Caracterização da área experimental

O trabalho foi realizado na área experimental da Universidade Federal de Viçosa, Campus Rio Paranaíba, nas coordenadas 19º 12’ 43” S e 46º 07’ 56” W. O clima da região é classificado como Cwa segundo Köeppen. O solo é classificado como Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico com horizonte A moderado, textura muito argilosa, fase cerrado, relevo plano (Embrapa, 2013), com 31,0 g dm-3 de matéria orgânica, 440 g kg-1 de argila e densidade média na camada arável igual a 0,99 kg dm-3.

O experimento foi instalado em novembro de 2014. A área foi previamente cultivada com aveia (Avena sativa) em sucessão a pastagem de braquiária degradada, implantada há mais de 6 anos, sem renovação e em pousio.

Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e quatro repetições, totalizando 20 unidades experimentais com dimensão de 100 m² (10 x 10 m). Os tratamentos utilizados no preparo primário do solo foram: T1 - arado de aivecas reversível, equipado com três aivecas recortadas, com largura de corte de 1350 mm, com massa de 570 kg, trabalhando a 300 mm de profundidade; T2 - arado de discos, equipado com três discos côncavos lisos (Ø 28” x 6,0 mm), com ângulo vertical de 20º, com ângulo horizontal de 50º, com largura de corte de 900 mm, com massa de 402 kg, trabalhando a 200 mm de profundidade; T3 - grade aradora intermediária, tipo off set, equipado com 14 discos côncavos recortados (Ø 30” x 6,0 mm), com largura de corte de 1920 mm, com massa de 1690 kg, trabalhando a 150 mm de profundidade; T4 - escarificador, com discos de corte e rolo destorroador nivelador, equipado com cinco hastes parabólicas e ponteiras sem asa, com largura de trabalho de 2000 mm, com massa de 645 kg, trabalhando até 200 mm de profundidade; T5 - enxada rotativa, equipado com oito flanges e quarenta e oito lâminas velozes, com massa de 443 kg, com largura de corte de 2000 mm, regulada com a tampa abaixada, trabalhando até 100 mm de profundidade.

Todos implementos foram utilizados com uma de velocidade de trabalho de 5,0 km h-1. Em todas as operações mecanizadas utilizou-se o trator New Holand TL85E, 4x2 TDA, com potência de 88 cv e transmissão 12x12 Power Shuttle.

O preparo secundário adotou-se duas gradagens utilizando a grade aradora intermediária (a mesma utilizada no T3) para destorroamento e nivelamento após o preparo primário apenas para T1 e T2 e T3. Nos tratamentos T4 e T5 não foi utilizado o preparo secundário.

A umidade do solo pelo método da estufa de secagem (Embrapa, 1997) no momento dos preparos primário e secundário foi, respectivamente, de 21 e 27%. Os resultados da fertilidade do solo foram: pH (H2O) = 6,0, pH (CaCl2) = 5,4; M.O. = 31,0 g dm-3; P (Mehlich) = 14,4 mg dm-3; P (Resina) = 15,0 mg dm-3, K+ = 0,10 cmolc dm-3; Ca++ = 3,1 cmolc dm-3; Mg++ = 1,00 cmolc dm-3; V = 57,5%, bem como 48, 512 e 440 g kg-1 de areia, silte e argila, respectivamente na camada de 0 a 20 cm.

Atributos físicos do solo na camada de 0 a 20 cm

Nas camadas mobilizadas, após os preparos primários e após o secundário do solo, foram avaliados a porcentagem de agregados retidos por classe de tamanho (Pa), o módulo de finura (MF), o diâmetro médio ponderado (DMP) e o diâmetro médio geométrico (DMG) dos agregados.

Foram retiradas em cada parcela três amostras simples com auxílio de uma armação retangular de ferro para serem analisadas e compor a média de cada unidade experimental.

As amostras foram cuidadosamente colocadas e transportadas em sacos de papel para serem secadas ao ar até a estabilização da umidade. Foram usadas sub amostras de 100 cm3 de cada amostra simples para serem peneiradas imersas em água em um agitador para separação dos agregados, da marca MARCONI®, modelo MA148/3, com peneiras de 60 aberturas de 4,75; 2,00; 1,00; 0,50; 0,25 e 0,106 mm, por um período de 10 minutos e reostato na posição 8, com rotação de 30 ciclos por minuto (Embrapa, 1997). O sistema de agitação é pendular com três suportes para o jogo de peneiras, do tipo perpendicular e amplitude de oscilação de aproximadamente 4 cm.

As frações obtidas em cada malha foram secadas em estufa a 105ºC até obtenção da massa constante e pesadas em balança de precisão de 0,01 g. Uma amostra dos agregados secos ao ar foi usada para determinar a umidade residual do solo e corrigir a massa total seca para massa total úmida dos agregados.

Os valores da percentagem de agregados retidos por classe de tamanho (Pa) foi obtida por meio da Equação 1:

(1)

em que:

Pa - percentagem de agregados retidos por classe de tamanho (%);

Mt - massa retida por classe de tamanho (g).

O módulo de finura (FM) foi obtido pela Equação 2:

(2)

em que:

MF - Módulo de finura.

Os valores de diâmetro médio ponderado (DMP) foram determinados de acordo com Vieira (1992), Equação 3.

(3)

em que:

DMP - diâmetro médio ponderado (mm) Mi - massa do solo retirada com cada peneira (g);

Xt - diâmetro da abertura da peneira correspondente a cada Mt (mm).

Os valores do diâmetro médio geométrico (DMG) foram determinados de acordo com Gupta & Larson (1982), Equação 4:

(4)

em que:

DMG - diâmetro médio geométrico (mm);

Mt - massa do solo retirada em cada peneira (g);

di - tamanho médio da classe (mm).

Avaliação e desenvolvimento da soja

A avaliação da soja foi realizada na safra de 2014/2015, com plantio no início de dezembro. Foram utilizadas sementes da variedade TMG 1264 RR, tratadas e inoculadas pela empresa fornecedora. A adubação foi promovida de acordo com resultados da análise do solo Embrapa (2010).

O índice de velocidade de emergência (IVE) foi determinado por meio da contagem diária de todas as plântulas emergidas em três linhas de plantio, com 0,2 m de comprimento, dentro de cada parcela. Foi considerada como plântula emergida aquela que germinou e emergiu sobre o solo, podendo ser vista de algum ângulo qualquer. A contagem foi realizada até o número total de plântulas se tornar constante em cada parcela por três dias consecutivos, de acordo com a equação proposta por Edmond & Drapala (1958), Equação 5:

(5)

em que:

IVE - índice de velocidade de emergência (dias);

N1 - número de dias decorridos entre a semeadura e a primeira contagem de plântulas;

G1 - número de plântulas emergidas na primeira contagem;

N2 - número de dias decorridos entre a semeadura e a segunda contagem de plântulas;

G2 - número de plântulas emergidas na segunda contagem;

Nn - número de dias decorridos entre a semeadura e a última contagem de plântulas;

Gn - número de plântulas emergidas na última contagem.

A população inicial foi obtida através da conversão do valor da última contagem de plântulas em cada parcela para número de plantas por hectare, enquanto que a determinação da população final foi obtida imediatamente antes da colheita. O índice de sobrevivência (IS) foi determinado pela razão entre a população final e a população inicial Equação 6:

(6)

Em que:

IS - índice de sobrevivência (%);

PF - população final (plantas ha-1);

PI - população inicial (plantas ha-1).

Para a determinação da altura média das plantas, foi medida a distância entre a superfície do solo e a inflexão da última folha superior de 25 plantas na linha mais central da parcela após a cultura entrar na fase de florescimento. A altura média de inserção da primeira vagem foi obtida tomando-se a distância entre a superfície do solo e a primeira vagem das 25 primeiras plantas na linha mais central de cada parcela e foi realizada na época da colheita. O número médio de vagens também foi obtido através da avaliação destas plantas em cada parcela.

A avaliação da produtividade foi efetuada realizando-se a colheita manual de três linhas de plantas com 2,0 m de comprimento em cada parcela. Após a colheita, os grãos foram pesados e deles retirada uma amostra para avaliação da umidade. Foi feita a correção da produtividade para 14% de umidade.

Análises estatísticas

Os dados foram submetidos à análise de variância. Quando significativos, foram comparados por meio do teste de médias de Tukey a 5% de probabilidade. As análises estatísticas foram realizadas utilizando o software SPEED Stat (Carvalho & Mendes, 2017).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na análise de variância constou-se que os dados atendem os pressupostos de normalidade e homocedasticidade.

Não houve diferença significativa na percentagem média de agregados do solo entre os equipamentos utilizados no primeiro e no segundo preparo (Tabela 1).

Tabela 1 Percentagem média de agregados (%) retidos por classes de tamanho, após os preparos primário e secundário, em função dos equipamentos usados em Latossolo Vermelho Amarelo distrófico 

Classes Após o preparo primário do solo (CV= 17,06%)
(mm) Arado de Discos Arado de Aiveca Grade Aradora Escarificador Enxada Rotativa
>4,75 14,75 19,31 18,47 17,92 10,38
2,00 a 4,75 21,94 22,20 26,94 27,60 22,22
1,00 a 2,00 13,20 14,76 12,35 11,56 14,13
0,50 a 1,00 40,19 29,54 35,21 35,96 43,83
0,25 a 0,50 9,92 14,20 7,02 6,96 9,43
Médias de agregados 20,96 a 20,78 a 20,02 a 17,42 a 23,02 a
Classes Após o preparo secundário do solo (CV= 14,45%)
(mm) Arado de Discos Arado de Aiveca Grade Aradora Escarificador Enxada Rotativa
>4,75 15,29 22,08 16,62 - -
2,00 a 4,75 26,11 29,75 30,00 - -
1,00 a 2,00 13,39 11,31 11,39 - -
0,50 a 1,00 39,64 33,07 38,80 - -
0,25 a 0,50 5,57 3,78 3,19 - -
Médias de agregados 20 a 20 a 20 a - -

Médias seguidas por mesma letra na linha não diferem entre si pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade

Não houve diferença significativa entre as médias de agregados entre os equipamentos de preparo após o primeiro e após o segundo preparo devido o tempo de preparo do solo (Tabela 1). Como as avaliações foram feitas no primeiro ano de preparo ainda não foi possível se identificar diferenças na estrutura do solo. Diferentes usos e manejos do solo podem causar alterações nos atributos físicos (Torres et al., 2015a) e cada sistema de preparo de solo apresenta diferença quanto à época de preparo implicando efeitos na estrutura do solo (Silva, Sousa, Scivittaro, Buss e Silva, 2014). A intensidade de preparo causa quebra de agregados do solo que protegem a MOS contra a ação microbiana, tornando-a mais susceptível a mineralização (Schwartz, Baumhardt & Evett, 2010). Assis e Lanças (2010), observaram em seu trabalho que a percentagem de agregados maiores que 2,00 mm na profundidade de 0-5 cm aumentou ao longo do tempo no sistema de plantio direto pois nesse preparo há a ausência de mecanização frequente e a proteção da palhada sobre o solo (Silva et al., 2018).

Bortolini, Albuquerque, Mafra, Filho & Pértile (2016), observou em seu trabalho com diferentes níveis de intensidade que para as classes de tamanho de 1,0 e 0,25 mm na camada de solo de 0,1 e 0,2 m houve maior porcentagem de agregados no tratamento sem pastejo do que nos demais com pastejo. Os agregados maiores atendem a um dos requisitos do manejo conservacionista do solo (Bortolini et al., 2016). Soares et al. (2018b), verificaram em seu experimento que a porcentagem de agregados na classe > 2,00 mm apresentou valores superiores a 80%, indicando assim maior resistência à desagregação.

A cobertura do solo é outro fator que surte efeito em todas as propriedades do solo, sejam físicas, na estrutura do solo, estabilidade de agregados, compactação e densidade, como nas propriedades químicas e/ou biológicas (Oliveira, 2014). Como a área se encontrava anteriormente com pastagem os resultados podem não terem surtido efeito dos preparos devido a agregação do solo pelo sistema radicular desta gramínea que por apresentarem maior densidade e distribuição de raízes favorece a formação da estrutura do solo e estabilidade (Cunha et al., 2011).

Além disso, em áreas intensamente mecanizadas há maior concentração de agregados nas classes de diâmetro inferiores a 1,0 mm pois estes são mais instáveis que há umedecimento e são destruídos pelas práticas agrícolas convencionais (Soares et al., 2018a).

Os tratamentos também não causaram diferença significativa no DMP, DMG e MF após os preparos primário e secundário do solo. Os coeficientes de variação do DMG e MF após o preparo primário foram 0,7 e 7,3, e após o secundário foi de 1,1 e 6,6% respectivamente. Os baixos valores de DMG e MF encontrados em todos os sistemas de preparo é um fator positivo no desenvolvimento das culturas, pois melhoram o contato solo-semente sendo desejáveis para várias culturas (Braunack & Dexter, 1989). O efeito cumulativo do tráfego mecanizado ao longo do tempo e associado ao não revolvimento do solo, pode causar restrição ao crescimento das culturas (Torres et al., 2015b).

Quanto menores os valores de DMP, DMG e MF, maior será a predisposição do solo à erosão pluvial ou antrópica (Soares et al., 2018a). Os valores de DMG elevados indicam que os agregados são estáveis, entretanto, isso pode ocorrer em consequência da compactação, resultando em agregados de qualidade inferior (Luciano, Bertol, Barbosa, Kurtz & Fayad, 2010; Soares et al., 2018b).

A ausência de significância na diferença do DMP, DMG e MF em função dos equipamentos usados no preparo periódico do solo pode estar relacionada novamente com o período de tempo relativamente curto de condução do experimento. Para que haja diferença em maior magnitude sugere-se a condução do experimento ao longo de anos consecutivos.

Os sistemas de preparo periódico do solo não influenciaram no número médio de dias para emergência de plântulas, população inicial, população final, índice de sobrevivência, altura de inserção da primeira vagem, número médio de vagens por planta e produtividade da soja. Somente houve diferenças significativas na altura média das plantas entre os sistemas de preparo do solo avaliados (Tabela 2).

Tabela 2 Desenvolvimento da soja em função do sistema de preparo periódico do solo 

Variáveis Sistemas de Preparo do Solo
Arado de Discos Arado de Aivecas Grade Aradora Escarificador Enxada Rotativa C.V. (%)
Altura média das plantas (cm) 80,4 a 80,2 a 78,7 ab 75,5 b 76,5 ab 2,5

Médias seguidas por mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade

Carvalho Filho, Carvalho, Centurion, Rouverson & Furlani (2006), utilizando os mesmos tipos de equipamentos de preparo do solo, em Latossolo Vermelho distrófico com textura média, também não encontraram diferenças significativas no número médio de dias para emergência das plântulas, população final, altura de inserção da primeira vagem e produtividade da soja. Porém, esses autores, encontraram diferenças ao avaliarem a população inicial e índice de sobrevivência da soja.

A altura média das plantas foi maior nos tratamentos com arado de discos e arado de aiveca, comparados com o escarificador (Tabela 2). Provavelmente, essa diferença foi ocasionada pelo maior grau de mobilização do solo proporcionada pelo arado de discos e aivecas, possibilitando que as raízes das plantas explorassem a área mobilizada com maior facilidade. Carvalho Filho et al. (2006) concluíram que o arado de aivecas é o equipamento que proporciona o melhor crescimento na cultura da soja e do milho, respectivamente. Também não observaram diferença na altura média das plantas ocasionada pelo arado de aivecas e o escarificador, observando menor altura média das plantas na enxada rotativa.

A inserção da primeira vagem é uma característica importante e varia entre os genótipos de soja e sua plasticidade diante às alterações ambientais (Franchini, Balbinot Junior, Debiasi e Procópio, 2014). Tal característica é essencial para determinar a regulagem da altura da barra de corte da colhedora, visando obter a máxima eficiência durante esse processo (Assis, 2019) e menores perdas na colheita (Júnior et al., 2010).

Pode-se verificar que o número médio de vagens por plantas não foi afetado pelos equipamentos usados no preparo do solo, cuja média foi de 42,8 vagens por planta, que está de acordo com o número médio de vagens por planta encontrado por Assis (2019).

A produtividade média de grãos foi de 3.224 kg ha-1 e não variou em função dos equipamentos usados no preparo do solo, conforme também verificado por Gavotti, Centurion e Centurion (2003) e Carvalho Filho et al. (2006). A produtividade da cultura pode ter sido prejudicada devido ao atraso na época de semeadura recomendada pela empresa fornecedora da cultivar. Brown, Barbosa, Bertol, Mafra & Muzeka (2018), em seu trabalho verificou que as culturas soja e o milho em sistema de plantio direto apresentaram maior rendimento e massa de grãos que no preparo convencional do solo em um ano agrícola do total de dois avaliados.

CONCLUSÕES

No primeiro ano de preparo de solo com diferentes equipamentos não há diferença entre as classes de tamanhos de agregados.

Os baixos valores de diâmetro médio geométrico, do diâmetro médio ponderado e do módulo de finura encontrados em todos os sistemas de preparo no primeiro ano de preparo são favoráveis para o desenvolvimento das culturas.

Os sistemas de preparo periódico do solo não influenciam o número médio de dias para emergência de plântulas, a população inicial, a população final, o índice de sobrevivência, a altura de inserção da primeira vagem, o número médio de vagens por planta e a produtividade da cultura da soja.

REFERÊNCIAS

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Recebido: 24 de Março de 2020; Aceito: 10 de Dezembro de 2021

Autor para correspondência: yarakarinedilima@gmail.com

Os autores declaram não ter conflito de interesse.

Todos os autores fizeram contribuições substanciais para a concepção e desenho deste estudo, para a análise e interpretação dos dados, revisão do manuscrito e aprovação da versão final. Todos os autores assumem responsabilidade pelo conteúdo do manuscrito.

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