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Sistemas de colheita da cana-de-açúcar: conhecimento atual sobre modificações em atributos de solos de tabuleiro

Sugarcane harvesting systems: current knowledge about modifications of attributes in Tableland soils

Resumos

A queima da palhada nos canaviais deverá ser suprimida no Brasil e, por conseguinte, aumentar a colheita mecanizada devido às mudanças nos sistemas de produção e exigências ambientais. Neste trabalho são sintetizados estudos sobre o manejo da colheita da cana-de-açúcar (crua e queimada) e modificações em atributos de solos de tabuleiro apontando demandas de pesquisa. Em geral, os estudos investigaram atributos na camada arável do solo, ou seja, pouco se avaliou sobre os efeitos da queima nas camadas mais profundas mesmo diante da ocorrência do caráter coeso em solos de tabuleiro, que impõe diferenças no manejo desses solos. Quanto ao tempo de experimentação os trabalhos, em geral de curta duração, não indicaram diferenças nos atributos do solo com a mudança de sistema de colheita, embora indiquem que esses efeitos podem surgir a médio ou a longo prazo. Os atributos químicos foram os mais estudados, seguidos dos biológicos e físicos cujos dados indicam que a colheita sem queima altera positivamente os atributos edáficos e a qualidade do solo porém predominam estudos com colheita manual e, portanto, insuficientes para suprir informações sobre a colheita mecanizada e sem queima da palhada, nos solos de tabuleiro.

cana crua e queimada; atributos edáficos; colheita mecanizada


The practice of burning the sugarcane straw in Brazilian plantations has to be eliminated, which will increase the usage of mechanical harvesting, owing to changes in the production systems and the environmental demands. In this paper studies about the influence of cane harvesting management (green and burnt cane) in the attributes of Tableland soils are resumed, also pointing to research demands. In general, the studies investigated the attributes of the arable layer, i.e., little has been studied about effects of the burning practice in the deeper soil layers, even though Tableland soils show a cohesive character that lead to differences in the soil management. About the experiments duration, the usually short term studies did not show differences in the soil attributes due to changes of the sugarcane harvesting system; though they indicated that these effects could happen in medium or long terms. Chemical soil attributes were the most studied followed by biological and physical. The data acquired indicate that harvesting sugarcane without burning alters positively the soil attributes and the soil quality. However, the studies are generally with manual harvesting and, thus, not sufficient to inform about the effect of mechanized harvesting without burning of sugarcane straw in the Tableland soils.

green and burnt cane; edaphic attributes; mechanized harvesting


MANEJO DE SOLO, ÁGUA E PLANTA

Sistemas de colheita da cana-de-açúcar: Conhecimento atual sobre modificações em atributos de solos de tabuleiro

Sugarcane harvesting systems: Current knowledge about modifications of attributes in Tableland soils

Ana P. P. de OliveiraI; Eduardo LimaII; Lúcia H. C. dos AnjosIII; Everaldo ZontaIV; Marcos G. PereiraV

ICPGA-CS/UFRRJ. Seropédica, RJ. E-mail: ppessim@yahoo.com.br (Autor correspondente)

IIIA/Depto. Solo/UFRRJ. Seropédica, RJ. E-mail: edulima@ufrrj.br

IVIA/Depto. Solo/UFRRJ. Seropédica, RJ. E-mail: lanjosrural@ufrrj.br

VIA/Depto. Solo/UFRRJ. Seropédica, RJ. E-mail: ezonta@ufrrj.br

VIIA/Depto. Solo/UFRRJ. Seropédica, RJ. E-mail: mgervasiopereira01@gmail.com

RESUMO

A queima da palhada nos canaviais deverá ser suprimida no Brasil e, por conseguinte, aumentar a colheita mecanizada devido às mudanças nos sistemas de produção e exigências ambientais. Neste trabalho são sintetizados estudos sobre o manejo da colheita da cana-de-açúcar (crua e queimada) e modificações em atributos de solos de tabuleiro apontando demandas de pesquisa. Em geral, os estudos investigaram atributos na camada arável do solo, ou seja, pouco se avaliou sobre os efeitos da queima nas camadas mais profundas mesmo diante da ocorrência do caráter coeso em solos de tabuleiro, que impõe diferenças no manejo desses solos. Quanto ao tempo de experimentação os trabalhos, em geral de curta duração, não indicaram diferenças nos atributos do solo com a mudança de sistema de colheita, embora indiquem que esses efeitos podem surgir a médio ou a longo prazo. Os atributos químicos foram os mais estudados, seguidos dos biológicos e físicos cujos dados indicam que a colheita sem queima altera positivamente os atributos edáficos e a qualidade do solo porém predominam estudos com colheita manual e, portanto, insuficientes para suprir informações sobre a colheita mecanizada e sem queima da palhada, nos solos de tabuleiro.

Palavra-chave: cana crua e queimada, atributos edáficos, colheita mecanizada

ABSTRACT

The practice of burning the sugarcane straw in Brazilian plantations has to be eliminated, which will increase the usage of mechanical harvesting, owing to changes in the production systems and the environmental demands. In this paper studies about the influence of cane harvesting management (green and burnt cane) in the attributes of Tableland soils are resumed, also pointing to research demands. In general, the studies investigated the attributes of the arable layer, i.e., little has been studied about effects of the burning practice in the deeper soil layers, even though Tableland soils show a cohesive character that lead to differences in the soil management. About the experiments duration, the usually short term studies did not show differences in the soil attributes due to changes of the sugarcane harvesting system; though they indicated that these effects could happen in medium or long terms. Chemical soil attributes were the most studied followed by biological and physical. The data acquired indicate that harvesting sugarcane without burning alters positively the soil attributes and the soil quality. However, the studies are generally with manual harvesting and, thus, not sufficient to inform about the effect of mechanized harvesting without burning of sugarcane straw in the Tableland soils.

Keywords: green and burnt cane, edaphic attributes, mechanized harvesting

INTRODUÇÃO

A degradação das terras agrícolas pela intensificação dos cultivos, sem práticas conservacionistas em sistemas que utilizam monoculturas, desperta a preocupação com a qualidade do solo e a sustentabilidade dos sistemas de produção. Dentre os vários conceitos, Vezzani & Mielniczuc (2009) definem a qualidade do solo com base na integração das propriedades biológicas, físicas e químicas do solo que permitem, ao solo, exercer suas funções no sistema solo-planta-atmosfera. O monitoramento da qualidade do solo em função de práticas de manejo da palhada da cana-de-açúcar na colheita é fundamental para o desenvolvimento sustentável do sistema de produção desta lavoura.

As pesquisas sobre o efeito da queima da palha da cana-de-açúcar na qualidade do ambiente, na degradação dos solos, na produtividade da lavoura e os benefícios do cultivo sem a queima para o sistema solo-planta-atmosfera, se intensificaram nas últimas décadas mesmo que o debate sobre a queima da palhada da cana-de-açúcar, antes ou após a colheita e as consequências sobre a qualidade do solo e a matéria-prima não sejam novos (Dominguez, 1923). No Brasil, pesquisas pioneiras foram relatadas por Melo (1940) e prosseguiram da década de 50 (Valsechi, 1951) aos dias atuais. Essas pesquisas são, hoje, fortalecidas pelas exigências dos sistemas de produção e ambientais de mudança no manejo de colheita com o uso da despalha a fogo (cana queimada), para a colheita da cana crua e mecanizada (cana crua). Na agroindústria se encontram, entre os benefícios da mudança, a redução de custos e a maior produtividade do trabalho mecanizado. Segundo Shikida et al. (2007), o custo na colheita mecanizada chega a ser de 30 a 40% inferior ao da manual. Do ponto de vista da sociedade, em especial os fatores ligados à saúde humana e ao ambiente, têm acelerado o processo de colheita da cana sem queima e mecanizada. A mudança no sistema de colheita impulsionou pesquisas regionais sobre o impacto da queima quanto ao ambiente e à lavoura de cana-de-açúcar, com reflexo nos atributos edáficos e no rendimento industrial da cana-de-açúcar. Visto que são muitos os trabalhos em solos de tabuleiros, ambiente no qual esta lavoura tem importante papel socioeconômico ao longo de toda a história do Brasil. Os temas principais são a qualidade do solo e a produtividade da cultura, quando se elimina a queima e se mantém a palhada sobre o solo e em geral com colheita manual porém há carência de informações quanto ao impacto do sistema de colheita mecanizado em solos de tabuleiro, ao contrário de outras regiões produtoras do Brasil. Diante da importância desta cultura nos tabuleiros costeiros é feita, neste trabalho, uma síntese de estudos sobre o efeito do manejo da colheita da cana-de-açúcar (crua e queimada) em atributos biológicos, químicos e físicos de solos de tabuleiro, para apontar demandas de pesquisa frente ao novo cenário de produção desta lavoura; são comparados, também, resultados de outras regiões de produção da cana-de-açúcar.

ATRIBUTOS BIOLÓGICOS DO SOLO

A componente biológica do solo refere-se aos animais e vegetais no solo e seus resíduos, frescos ou em variados estados de decomposição dentre os quais a matéria orgânica (MO) não viva corresponde a 98% do total de C orgânico (Corg) do solo e a parte viva raramente ultrapassa 4% (Larson & Pierce, 1994). As propriedades microbiológicas mais usadas para caracterizar o solo são: a biomassa microbiana do solo (BMS) e a respiração basal do solo (RBS); a primeira é um indicador da atividade da parte viva da matéria orgânica do solo (MOS) e a segunda, denominada C prontamente mineralizável, é usada para avaliar a atividade metabólica da população microbiana, com base na liberação de CO2 (Doran & Parkin, 1994). A combinação de medidas de BMS e RBS fornece a quantidade de CO2 evoluída por unidade de biomassa, quociente metabólico ou respiratório (qMCO2) que avalia o potencial de mineralização do solo (Anderson & Domsch, 1993) e, segundo Odum (1983) ao avaliar a sucessão de ecossistemas o qMCO2 se altera com distúrbios e se recupera em condições de equilíbrio. As propriedades biológicas refletem mudanças no solo, permitindo acompanhar, de forma rápida, alterações devidas a práticas agrícolas. Estudos relativos ao efeito da colheita da cana nas proprie-dades microbiológicas do solo estão reunidos na Tabela 1.

Em Argissolo Amarelo de tabuleiro no município de Linhares, ES, Mendoza et al. (2000) avaliaram a dinâmica do C da biomassa microbiana (CBM) em três épocas do ano (maio, agosto e novembro de 1994). Após cinco ciclos de produção de cana os autores informaram maiores teores de CBM no sistema sem queima e no mês de novembro (303 a 224 mg C kg-1 solo) comparado ao sistema com queima (194 a 190 mg C kg-1 solo) na camada de 0 a 20 cm. Em parte, este aumento ocorreu pelas condições climáticas favoráveis ao desenvolvimento da população microbiana, pela elevação da temperatura do ar e a precipitação e devido à palha remanescente do cultivo anterior. Em virtude da constituição lignocelulósica, parte da palhada acumulada de um ciclo para o outro no solo serve de substrato para os organismos do solo (Abramo Filho et al., 1993).

Tal fator pode desfavorecer a mineralização da MO nas épocas mais secas e frias do ano (maio e agosto). Nos sistemas de manejo da colheita com e sem queima estudados, as variações seguiram padrão sazonal, com maiores valores na estação chuvosa e menores na seca. No sistema de colheita sem a queima o padrão sazonal levou a diferença significativa nos resultados, na profundidade de 5-20 cm, maior no mês de maio em relação a agosto; já em estudo sobre a dinâmica do CBM em áreas de seis e doze anos de cultivo de cana, em solo argiloso em São Paulo, Czycza (2009) não encontrou diferença entre as áreas com e sem queima da palhada na estação seca (agosto) porém os resultados do autor sinalizam variação do conteúdo de CBM de 542 a 432 mg C kg-1 e 717 a 542 mg C kg-1 com e sem queima, respectivamente, em ambas as épocas, nos 20 primeiros cm. Este padrão foi observado por Mendoza et al. (2000) com valores de 215 a 152 mg C kg-1 e 303 a 195 mg C kg-1 em três épocas. Os resultados corroboram com Galdos et al. (2009) e Paredes Júnior (2012) que encontraram os maiores teores de CBM (412 vs. 166 mg C kg-1) e (433 vs. 362 mg C kg-1) respectivamente, para a área sem queima da palhada e na superfície do solo.

Em solos de outras regiões são observados aumentos no teor de CBM na camada superficial, com cultivo de cana sem a queima e com deposição da palhada (Sutton et al., 1996; Graham et al., 2001; Robertson & Thorburn, 2001; 2007; Dlamini & Haynes, 2004) comprovando que o CBM é um indicador relevante da qualidade do solo. O incremento no teor de CBM depende do tempo de adoção do sistema sem queima e, segundo Robertson & Thorburn (2007) mostra diferenças significativas em áreas com pelo menos 6 anos de cultivo; corroborando esta afirmação, Sant'Anna et al. (2009) não observaram, em solo de tabuleiro na região Nordeste, aumento de CBM nos sistemas com tempo de cultivo sem queima de apenas 3 anos. Os resultados se referem à estação seca na região (março) enquanto a deficiência de água pode ter limitado o crescimento e a atividade microbiana semelhante ao relatado por Mendoza et al. (2000) e Czycza (2009).

A respiração acumulada (evolução de CO2 no período de cinco dias) e o qMCO2 foram avaliados por Mendoza et al. (2000) em solos de tabuleiros em que a primeira medida, tal como o CBM, apresentou maiores valores (75 a 32 mg C kg-1 solo) em superfície e na cana sem queima, sendo os valores de 43 a 23 mg C kg-1 solo no cultivo com queima. Já o qMCO2 não apresentou diferença entre as formas de colheita indicando que a matéria orgânica do solo se encontrava em níveis estabilizados. Paredes Júnior (2012) também relatou aumento na respiração basal (22 a 19 vs. 15 a 9 mg C kg-1) para a área sem queima da palhada em todas as camadas avaliadas mas divergiu de Mendoza et al. (2000) ao relatar índices de qMCO2.

Os valores em superfície do qMCO2. No sistema com queima foram significativamente superiores àqueles verificados na cana sem queima (0,031 a 0,022 vs. 0,021 a 0,015 mg C-CO2 mg-1 CBM h-1) indicando maior perturbação do ambiente onde a queima foi realizada. O aumento na respiração microbiana foi observado por Graham et al. (2001) na África do Sul e por Robertson & Thorburn (2007) no Norte da Austrália. Na África do Sul o valor de qMCO2 foi maior (0,0055 a 0,0056 mg C-CO2 mg-1 CBM dia) na cana queimada comparada à cana crua (0,0036 a 0,0032 mg C-CO2 mg-1 CBM dia) nos primeiros 20 cm. Segundo os autores, a queima diminuiu o uso do substrato orgânico (baixo teor de Corg) pela comunidade microbiana do solo; ainda quanto às comunidades de fungos, estimuladas com a deposição da palha em superfície, são mais eficientes na conversão de C do substrato em C celular que as bacterianas fator passível de ter conduzido ao menor valor de qMCO2 no tratamento sem queima da palha.

ATRIBUTOS QUIMICOS DO SOLO

Os atributos químicos do solo dizem respeito à atividade dos elementos químicos e às reações que se processam em cada fase (sólida, líquida e gasosa) do solo, com interações entre eles e deles com o ambiente influenciando a quantidade e a disponibilidade de nutrientes. Em ecossistemas naturais em equilíbrio as entradas de nutrientes originados do intemperismo e da decomposição de resíduos orgânicos se aproximam das perdas por lixiviação, assimilação pelas plantas e mineralização da matéria orgânica, Brady & Weil (2008). A remoção de resíduos orgânicos pela sua queima, como na colheita da cana-de-açúcar, altera a dinâmica dos nutrientes do solo e reduz o teor de MO (Graham et al., 2002b; Resende et al., 2006; Pinheiro et al., 2010). O manejo da colheita da cana com a deposição de palhada influencia os atributos químicos, a mineralização e a humificação da MO, a fixação de P e favorece maior disponibilidade de nutrientes como o P e K. O material vegetal depositado é ainda apontado como condicionador do solo e fonte de nutrientes aumentando, então, a capacidade produtiva do solo (Robertson & Thorburn, 2001; Graham et al., 2002a; Canellas et al., 2003; Noble et al., 2003).

Dentre os doze estudos sobre o impacto do manejo da colheita da cana nos atributos químicos do solo apresentados (Tabela 2) a maioria aponta mudanças no solo de acordo com o manejo de colheita da cana.

Em áreas de tabuleiro, Mendoza et al. (2000) encontraram os maiores valores para Mg e CTC no cultivo sem a queima em três profundidades e após cinco ciclos, já os teores de P e K foram maiores na cana queimada. Os valores de pH, Al, H + Al, V, S; os teores de N e Na e a relação C/N não diferiram. Conforme os autores e embora os níveis de P e K estivessem mais elevados quando a palhada foi queimada, é possível, em longo prazo, a redução desses níveis uma vez que, nas cinzas, os nutrientes são mais susceptíveis de serem lixiviados, principalmente em solos com baixos níveis de MO. No mesmo estudo o retorno da palhada ao solo aumentou o teor de MO influenciando outras propriedades químicas relacionadas ao fracionamento da MO. O teor de C na fração humina e nas frações de ácidos fúlvicos e ácidos fúlvicos livres foi maior (2,5; 0,5 e 0,03 g kg-1 C no solo, respectivamente) nos primeiros 5 cm de solo sob cana crua vs. cana queimada (1,7, 0,12 e 0,06 g kg-1 C no solo, respectivamente) tal como o teor de C dos ácidos fúlvicos de 5 a 20 cm (0,72 contra 0,50 g kg-1 C no solo).

Em solo de tabuleiro, Guedes (2002) encontrou, investigando sistemas de colheita com e sem queima da cana e o efeito da adição de vinhaça complementada com N, maior saturação por bases (V%) e menor acidez potencial (H + Al) nos primeiros 30 cm do solo com o sistema cana crua. Por outro lado, Resende et al. (2006) não observaram, em Luvissolo em Timbaúba-PE, aumento no teor de nutrientes nas áreas com colheita da cana sem queima; conforme esses autores, o maior rendimento de colmos na cana crua levou à maior quantidade de nutrientes exportados; sugere-se, então, cautela na comparação de dados de redução de nutrientes no solo. Ambos os autores encontraram aumento de Mg e K na camada de 0-10 cm comparando o tratamento com vinhaça.

Mudanças mais expressivas que as relatadas em solo de tabuleiro foram obtidas por Souza et al. (2012) em Latossolo Vermelho do estado de São Paulo com maiores valores para pH, P, K, Ca, Mg, soma de bases (S) e V% e menores valores de acidez potencial (H + Al), Al3+ e saturação por alumínio (m%) em áreas sob cultivo sem queima da cana em comparação com a cana queimada. Referidos pesquisadores atribuem os maiores níveis de P, K, Ca e Mg em cana sem queima ao maior aporte de nutrientes da palhada deixada sobre o solo. A melhoria da fertilidade do solo depende também do tempo de adoção do sistema com deposição da palhada. Canellas et al. (2003) encontraram, em área com 55 anos de cultivo de cana, aumento nos valores de pH, Corg, P, Ca, Mg, K, Na, N, T e V%, e nos teores de Fe, Cu, Zn e Mn no solo com cana sem queima da palhada, até os 40 cm do solo. Estudos na Austrália já sugerem, por exemplo, que a palhada de cana deixada sobre a superfície do solo durante períodos de 15 a 20 anos, pode resultar em lenta e gradual redução da exigência de adubação em até 15 a 40 kg-1 de N (Robertson & Thorburn, 2007). Em estudo de longo prazo Canellas et al. (2003) mostraram, também, efeito positivo da palhada sobre a matéria orgânica humificada com resultados superiores aos de Mendoza et al. (2000) os quais encontraram, após cinco anos de cultivo, pequeno aumento na fração ácido fúlvico enquanto Canelas et al. (2003) registraram, para a área de 55 anos, acréscimo de 116% na fração ácido fúlvico, em superfície e de 486% em subsuperfície. Para Canellas et al. (2003) os dados nas áreas com maior tempo de preservação da palhada indicam que, com o tempo devem ocorrer condensação da fração alcalino-solúvel e acúmulo de ácidos húmicos influenciando na qualidade da MO do solo.

Nos trabalhos seguintes, com solos de tabuleiro os níveis de C orgânico (Corg) são superiores no cultivo sem queima em relação à cana queimada na camada superficial (Tabela 3): Mendoza et al. (2000) - 9,9 vs. 7,2 g C kg-1, Pinheiro et al. (2010) - 14,4 vs. 9,2 g kg-1 e Guedes (2002) - 8,3 vs. 6,7 g kg-1.

O aumento nos níveis de Corg se justifica pelo maior aporte de MO no momento da colheita sem a queima (10 a 20 Mg ha-1); todavia, em tabuleiro costeiro no Município Boca da Mata, AL, Sant'Anna et al. (2009) não encontraram alterações no teor de Corg para as duas formas de colheita (8 e 10 g C kg-1, cana sem e com queima respectivamente) na camada de 0 a 10 cm e com três anos de cultivo. Os autores atribuem o fato à maior atividade microbiana diante de condições de elevadas temperaturas e umidade, resultando em maiores taxas de decomposição de resíduos e dificuldade em aumentar os teores de COT em curto prazo.

Comparando outras áreas no Brasil, em área de Latossolo Vermelho no estado de São Paulo, Souza et al. (2012) observaram aumento no teor de Corg de 8,1 g kg-1 nos tratamentos com queima para 12,5 g kg-1 na cana sem queima, na camada de 0 a 20 cm. Em estudo de longo prazo em Cambissolo Háplico, Canelas et al. (2003) também verificaram aumento no teor de Corg até os 40 cm do solo (22,3 a 21,0 vs. 13,1 a 11,8 g kg-1). No estado de Pernambuco, em experimento de 16 anos em Luvissolo, Resende et al. (2006) relataram acúmulo de matéria orgânica no solo com cultivo sem queima da cana até 20 cm de profundidade (23 vs. 19 g kg-1). Em outras regiões do mundo, tais como África do Sul, Austrália, Ásia e América do Norte, melhores propriedades químicas na camada superficial do solo também foram observadas sob cultivo da cana sem queima e com deposição da palhada (Mui et al., 1996; Graham et al., 2000; 2002a; Noble et al., 2003; Robertson & Thorburn, 2007; Wiedenfeld, 2009).

A partir da análise dos trabalhos citados (Tabela 2) considera-se que, principalmente em solos tropicais onde a mineralogia de argila e o elevado grau de intemperismo resultam em baixa reserva de nutrientes, a preservação da palhada na colheita sem a queima contribui para a manutenção da fertilidade do solo podendo aumentá-la.

ATRIBUTOS FISICOS DO SOLO

Os atributos físicos do solo podem ser mais estáticos como a granulometria ou mais dinâmicos, como o armazenamento e o fluxo de água, ar e calor no interior do solo. Entre os mais estudados se destacam a textura e a agregação do solo, que definem a configuração dos poros. O manejo da colheita da cana-de-açúcar com a deposição de MO sobre o solo beneficia as propriedades físicas pelo aumento da estabilidade de agregados e a melhoria da estrutura do solo favorecendo a infiltração e diminuindo o escoamento superficial de água (Cedia et al., 1999; Oliveira et al., 2010; Vasconcelos et al., 2014). As propriedades: estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidade, infiltração e retenção de água, estão relacionadas à organização estrutural do solo e permitem avaliar sua variação diante de pressões de sistemas de manejo. Avaliando sistemas de corte da cana, com e sem queima da palha antes da colheita em solo de tabuleiro e após seis anos de cultivo, Ceddia et al. (1999) observaram que as propriedades: estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidade total e distribuição de poros, pouco modificaram (de 0 a 5 cm) nas áreas de cana crua (Tabela 4); já no sistema de cana com queima houve desagregação e individualização das partículas, aumento da densidade e diminuição da microporosidade e da porosidade total afetando a velocidade de infiltração de água no solo.

O efeito negativo da colheita da cana com queima sobre os atributos físicos é relacionado à menor quantidade de material vegetal adicionada ao solo. A manutenção da palhada promove maior interação entre as frações orgânicas e minerais, tal como a proteção da superfície do solo contra a erosão hídrica. Por outro lado, alguns trabalhos mostraram que o intenso tráfego de colheitadora e do veículo de transbordo usados na colheita da cana sem a queima e mecanizada pode compactar e desorganizar a estrutura do solo, comprometendo as propriedades físicas e afetando a infiltração e retenção de água no solo (Souza et al., 2005; Leme Filho, 2009; Oliveira et al., 2010; Silva et al., 2012). Porém, a cobertura do solo com os resíduos vegetais da colheita pode contrapor-se ao efeito da compactação pelo maquinário e favorecer a estabilidade estrutural (Lado et al., 2004; Braida et al., 2006; Garbiate et al., 2011). Braida et al. (2006) também afirmam que pela baixa densidade associada à susceptibilidade à deformação e elasticidade a palhada da cana depositada sobre o solo atenua as cargas aplicadas e dissipa em até 30% a energia de compactação.

A maioria dos estudos conclui que a eliminação da queima da palhada aumenta a quantidade de MO no solo favorecendo os atributos físicos, como relatado por Blair (2000); Dominy et al. (2002); Graham et al. (2002a); Graham et al. (2002b); Souza et al. (2005; 2006); Szakács (2007); Luca et al. (2008); Leme Filho (2009); Sant'Anna et al. (2009); Garbiate et al. (2011). Esses autores ressaltam a importância de preservar a palhada em lavouras de cana para manutenção e melhoria das propriedades físicas, sobretudo em solos de tabuleiros em que a compactação associada ao caráter coeso (adensamento natural) pode comprometer suas características físico-hídricas e reduzir a eficiência dos sistemas de produção agrícola da cana-de-açúcar. Vários estudos foram feitos em solos com horizontes coesos, para conhecer e elucidar este caráter diagnóstico, comum nos tabuleiros costeiros (Resende, 2000; Lima et al., 2004; Fonseca et al., 2007, Oliveira et al., 2010). O uso e o manejo intensivo e contínuo dos solos com a lavoura da cana-de-açúcar podem alterar a estrutura e outros atributos físicos (Silva & Cabeda, 2006; Vasconcelos et al., 2010; 2014) acelerando a degradação desses solos. Assim, estratégias de manejo com a deposição de MO pela preservação da palhada na colheita, são essenciais para reduzir a degradação dos solos e garantir a sustentabilidade de sistemas de produção agrícola da cana-de-açúcar nos tabuleiros costeiros.

ANÁLISE GERAL DE ATRIBUTOS EDÁFICOS EM ÁREA DE CANA-DE-AÇÚCAR COM E SEM QUEIMA DA PALHADA

É frequente, nos estudos citados, a interpretação de que a adição de matéria orgânica na lavoura de cana de açúcar, pela preservação da palhada na colheita, afeta positivamente os atributos biológicos, químicos e físicos, melhorando a qualidade do solo porém alguns estudos não indicaram diferença entre os sistemas e apontam para o curto tempo de mudança entre as formas de colheita, sugerindo que os efeitos nas propriedades edáficas se dão a médio ou a longo prazo. As alterações positivas relatadas nos atributos microbiológicos se concentraram na camada superficial nos primeiros 10 cm, o que está relacionado à maior atividade biológica e ao menor revolvimento do solo (Tabela 1). Já para os atributos químicos e físicos foram observadas respostas positivas nos primeiros 20 cm, para a fertilidade e a qualidade da MO do solo (Tabelas 2 e 4). Entretanto, os estudos se concentram na camada arável e apenas três, um deles em tabuleiro, investigam os atributos físicos e químicos em camadas além de 60 cm.

Além do efeito direto da deposição de resíduos vegetais com aumento no teor de Corg nas áreas de cana crua, em longo prazo aumentaram os teores de P, K, Ca e Mg nos primeiros 20 cm. Reduziram os teores de Al e foram observados níveis de pH mais adequados para a cultura, com destaque para o cultivo com e sem queima em tabuleiros (Tabela 3). Portanto, além do benefício ambiental, a análise dos trabalhos citados indica que o sistema de colheita da cana crua pode reduzir, em longo prazo, a necessidade de corretivos e fertilizantes na renovação do canavial.

A estabilidade de agregados e a densidade do solo foram os atributos físicos mais estudados (Tabela 4). De forma geral, a estabilidade de agregados aumentou na camada superficial pelo acúmulo de MO da palhada depositada podendo-se observar o aumento da densidade do solo nos estudos com colheita mecanizada verificando-se o mesmo comportamento para a estabilidade de agregados nos solos de tabuleiro embora sem efeito sobre a densidade do solo nas áreas sem queima (Tabela 3). Todavia, verificou-se compactação em solos mais argilosos embora os solos de tabuleiro tenham, em geral, textura média a arenosa em superfície. Por outro lado, predomina nos estudos em tabuleiro a colheita manual, apenas em um experimento (Sant'Ana et al., 2009) a colheita foi mecanizada. Analisando as pesquisas em solos de tabuleiro os atributos químicos foram os mais estudados, seguidos dos físicos e microbiológicos. Os atributos físicos (Tabela 4) avaliados não suprem a carência de informações sobre a colheita mecanizada e sem queima da cana nesse ambiente.

São necessárias mais pesquisas sobre o efeito da mecanização na compactação do solo e na qualidade física de solos de tabuleiros cultivados com cana. Exceto pelos atributos biológicos, mais relevantes nos primeiros centímetros do solo, em especial quando o revolvimento é menor, as informações sobre efeitos do manejo da colheita em atributos químicos e físicos abaixo da camada arável do solo são insuficientes. Apesar de resultados que mostram menor influência dos sistemas de colheita da cana e da cobertura da palhada após os 30 cm de profundidade, quando ocorre o horizonte coeso, em geral logo abaixo da camada arável, este fator pode ser determinante na produção da cana-de-açúcar. Assim, estudos sobre os efeitos do sistema mecanizado e sem queima na colheita da cana nas camadas mais profundas do solo são relevantes nos solos em ambiente de tabuleiro. Os estudos com maior tempo de adoção do sistema sem queima resultaram em respostas positivas e significativas mas ainda são necessários experimentos onde ciclos sucessivos da cana crua e mecanizada possam ser investigados, em longo prazo e nas áreas de tabuleiro.

A mudança do sistema de produção da cana com colheita sem queima deverá se dar completamente e em curto prazo. Cabe avaliar as possíveis alterações deste sistema e desenvolver tecnologias para o manejo de fertilizantes minerais e redução da compactação do solo. A presença da palhada na superfície do terreno dificulta a adubação nitrogenada com potencial de maiores perdas de amônia por volatilização. Estudos sobre fontes, doses e formas de aplicação de fertilizantes devem ser intensificados, em especial nos solos de tabuleiros, com maior carência de dados. Também são poucas as informações sobre o aproveitamento do N mineral aplicado sobre resíduos da cana na colheita mecanizada, a dinâmica de decomposição da palha e a relação com a nutrição da cana em longo prazo (Fortes et al., 2011; Franco et al., 2011; Costa et al., 2014). A ciclagem de nutrientes no sistema de produção é fundamental para a sustentabilidade do setor sucroenergético e para a redução dos impactos ambientais. Um desafio para a lavoura de cana-de-açúcar no Brasil tem sido a adaptação às mudanças no sistema de produção sem diminuir sua produtividade. No ambiente de tabuleiros, como nos demais, conhecer o efeito de práticas agrícolas sobre os atributos edáficos é relevante para a conservação do solo e desenvolvimento de tecnologias, econômica e ambientalmente sustentáveis.

CONCLUSÕES

1. O conjunto de informações examinado indica que, sem queima e com deposição da palhada sobre o solo, o cultivo da cana-de-açúcar afeta positivamente os atributos microbiológicos, químicos e físicos dos solos melhorando a qualidade do solo, reduzindo sua degradação.

2. Os estudos se concentram na camada arável do solo e com colheita manual e pouco se avaliou sobre os efeitos do cultivo da cana sem queima e mecanizado nas camadas mais profundas o que poderá impor diferenças no manejo sobretudo de solos com ocorrência do caráter coeso, comum na região de tabuleiros.

3. Os trabalhos, em geral de curta duração, não indicaram diferenças nos atributos do solo com a mudança de sistema de colheita. É provável que o acúmulo de palhada em longo prazo resulte em alterações no sistema de manejo da cultura, com lenta e gradual redução da exigência de adubação com a manutenção e aumento da fertilidade do solo.

AGRADECIMENTOS

Aos autores das teses e dissertações realizadas nos experimentos de longa duração em Linhares e Conceição da Barrra (ES) e Timbaúba (PE) que nos cederam as informações; às equipes do Laboratório de Fertilidade de Solo e de Campos dos Goytacazes (UFRRJ) pelo suporte contínuo ao projeto, aos autores e às agências financiadoras das pesquisas citadas.

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Protocolo 297.13 – 23/09/2013

Aprovado em 04/04/2014

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    26 Ago 2014
  • Data do Fascículo
    Set 2014

Histórico

  • Recebido
    23 Set 2013
  • Aceito
    04 Abr 2014
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