Decomposição e liberação de nutrientes da palhada de azevém submetida a diferentes locais de decomposição, Notas de aula de Mecânica dos Solos e Fundações. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
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Decomposição e liberação de nutrientes da palhada de azevém submetida a diferentes locais de decomposição, Notas de aula de Mecânica dos Solos e Fundações. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)

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Embora os efeitos de pastejo na decomposição tenham sido demonstrados em vários estudos, dentro de sistemas de Integração Lavoura-Pecuária (ILP), poucos examinaram os papéis das condições do sítio como fatores intermediá...
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TCC1

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

CURSO DE AGRONOMIA

EDUARDO BARBOSA BARROS

DECOMPOSIÇÃO E LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES DA PALHADA DE

AZEVÉM (Lolium multiflorum) SUBMETIDA A DIFERENTES LOCAIS

DE DEPOSIÇÃO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

PATO BRANCO

2017

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

CURSO DE AGRONOMIA

EDUARDO BARBOSA BARROS

DECOMPOSIÇÃO E LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES DA PALHADA DE

AZEVÉM (Lolium multiflorum) SUBMETIDA A DIFERENTES LOCAIS

DE DEPOSIÇÃO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

PATO BRANCO

2017

EDUARDO BARBOSA BARROS

DECOMPOSIÇÃO E LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES DA PALHADA DE

AZEVÉM (Lolium multiflorum) SUBMETIDA A DIFERENTES LOCAIS

DE DEPOSIÇÃO.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Agronomia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Pato Branco, como requisito parcial para à obtenção do título de Engenheiro Agrônomo.

Orientador: Profa. Dra. Tangriani Simioni Assmann

Co-orientador: Dr. Marcos Antonio De Bortolli

PATO BRANCO

2017

Barros, Eduardo Barbosa Decomposição e liberação de nutrientes da palhada de azevém (Lolium multiflorum) submetida a diferentes locais de deposição / Eduardo Barbosa Barros. Pato Branco. UTFPR, 2017 52 f. : il. ; 30 cm Orientadora: Profa. Dra. Tangriani Simioni Assmann Coorientador: Dr. Marcos Antonio de Bortolli Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curso de Agronomia. Pato Branco, 2016. Bibliografia: f. 46 – 50 1. Agronomia. 2. ILP. 3. Liberação de Nutrientes. 4. Decomposição de Resíduos. 5. Imobilização de N. I. Assmann, Tangriani Simioni, orient. II. Bortolli, Marcos Antonio de, coorient. III. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curso de Agronomia. IV. Título.

CDD: 630

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Pato Branco Departamento Acadêmico de Ciências Agrárias

Curso de Agronomia

TERMO DE APROVAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso – TCC

DECOMPOSIÇÃO E LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES DA PALHADA DE AZEVÉM

(Lolium multiflorum) SUBMETIDA A DIFERENTES LOCAIS DE DEPOSIÇÃO.

por

EDUARDO BARBOSA BARROS

Monografia apresentada às 13 horas 50 min. do dia 23 de novembro de 2017 como requisito parcial para obtenção do título de ENGENHEIRO AGRÔNOMO, Curso de Agronomia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Pato Branco. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo- assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho APROVADO.

Banca examinadora:

Msc. Flávia Levinski Huf UTFPR

Dr. Marcos Antonio de Bortolli Profissional liberal/pesquisador

Co-orientador

Profa. Dra. Tangriani Simioni Assmann UTFPR

Orientador

A “Ata de Defesa” e o decorrente “Termo de Aprovação” encontram-se assinados e devidamente depositados na Coordenação do Curso de Agronomia da UTFPR Câmpus Pato Branco-PR, conforme Norma aprovada pelo Colegiado de Curso.

Aos meus pais, Izaias e Lucirlei, que me apoiaram incondicionalmente e com todo

o amor do mundo em todos os momentos. A minha noiva, Silvanete, pelos

conselhos, pelo apoio e pela força nos momentos que pensei em desistir.

AGRADECIMENTOS

A Deus, pois certamente sem o seu amor e sua misericórdia sem fim eu

não teria nem o fôlego de vida.

À Universidade Tecnológica Federal do Paraná, por todos esses anos,

vivendo uma batalha a cada dia, mas que possibilitou a realização de um sonho.

À professora e orientadora Dra. Tangriani Simioni Assmann, agradeço

pelas horas dedicadas a este trabalho, pela sua preocupação em me atender sempre

que precisei, seja pessoalmente, por redes sociais, por videoconferência, mas sempre

disposta a me ensinar.

À professora e amiga Dra. Betania Brum de Bortolli que me acompanhou

desde a metade desse curso, sempre transmitindo sabedoria, dando conselhos,

contando suas histórias e dividindo aquele chimarrão.

Ao professor e co-orientador Dr. Marcos Antonio de Bortolli, pelo

fornecimento dos dados que utilizei nesse trabalho, pelos conselhos e pela amizade.

A todos os professores do curso de Agronomia que contribuíram para a

minha formação humana e profissional.

Aos meus pais, Izaias e Lucirlei, que desde o início da minha trajetória

como estudante nunca negaram esforço algum para me verem como profissional,

muitas vezes vi eles deixando de ter para eles para fornecerem a mim. Sem o amor

de vocês eu não teria tido a coragem de enfrentar esse mundo, por isso para sempre

eu serei grato.

De forma especial, a minha noiva, Silvanete Meneses, pelo carinho, pelas

conversas, pelos conselhos, mas principalmente pela dedicação e preocupação que

tem pelo meu bem-estar. Sem você eu não estaria me tornando Engenheiro

Agrônomo.

A minha irmã, Fernanda, por ter sido minha fonte de inspiração em muitos

momentos, pois apesar de todas as dificuldades e medos, você venceu e é um

exemplo.

Enfim, a todos da minha família e a todos os que por algum motivo

contribuíram para a realização desta pesquisa e desse sonho.

RESUMO

BARROS, Eduardo Barbosa. Decomposição e Liberação de Nutrientes da Palhada de Azevém (Lollium multiflorum) submetida a diferentes locais de deposição. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Pato Branco, 2017.

Embora os efeitos de pastejo na decomposição tenham sido demonstrados em vários estudos, dentro de sistemas de Integração Lavoura-Pecuária (ILP), poucos examinaram os papéis das condições do sítio como fatores intermediários, ou seja, os efeitos nas condições edáficas, no processo de decomposição. Comumente os trabalhos avaliam o efeito do pastejo prévio, situação em que ocorre modificação na estrutura e composição da planta forrageira. Diferente desses, o objetivo desse trabalho foi avaliar a dinâmica de decomposição dos resíduos vegetais do azevém não pastejado, bem como a taxa de liberação de nutrientes, depositados em área com ou sem a presença de animais. Para isso utilizou-se a metodologia dos de sacos de decomposição (litter bags), colocados a campo em um experimento com delineamento de blocos ao acaso em esquema fatorial. Onde o Fator A foi a presença de animais em dois níveis: Com Animais (CA) e Sem Animais (SA). O Fator B foram os Dias Após Deposição (DAD) e foi composto por sete datas de coleta dos litter bags. As taxas de decomposição da matéria seca (MS) dos resíduos culturais do azevém, bem como a taxa de liberação de nutrientes, foram estimadas ajustando-se modelos de regressão não linear. A cinética do processo de decomposição dos resíduos culturais de azevém depositados em áreas com presença de animais foi mais rápida que quando comparado aos resíduos que não estiveram sobre a presença de animais, ou seja, houve maior quantidade de resíduos remanescentes onde não havia animais. O tempo de meia-vida foi maior no local com animais devido à presença de maior quantidade de material prontamente decomponível. O aumento desse compartimento está relacionado com o aumento em quantidade e diversidade da biomassa microbiana, onde os microorganismos passaram a acessar partes da planta que sem a presença animal não era possível. Quanto aos teores de nitrogênio nos resíduos vegetais do azevém, se observou um acúmulo do nutriente no local sem animais, pois houve imobilização de N devido a menor quantidade de microorganismos para participar do processo de decomposição, sendo necessário maior retenção de N para conseguirem realizar o trabalho. Quanto ao fósforo, não se observou efeito da presença de animais sobre as taxas de liberação de fosforo entre os locais de deposição, mas foi possível constatar uma tendência de maior retenção ou imobilização no local não pastejado. A mesma coisa foi observada para o potássio, porém a concentração deste nutriente foi influenciada pela presença de animais. Por fim, notou-se que a presença de animais altera os sítios de decomposição, influenciando principalmente a comunidade biológica do solo, a qual terá efeito direto sobre a decomposição da palhada e liberação de nutrientes, alterando o processo tão profundamente como as alterações causadas por um pastejo prévio, onde há alterações na estrutura da planta.

Palavras-chave: Integração lavoura-pecuária. Decomposição. Liberação de nutrientes. Imobilização de nitrogênio. Sacos de decomposição.

ABSTRACT

BARROS, Eduardo Barros. Decomposition and Release of Nutrients of the Azevém Palhada (Lolium multiflorum) submitted to different deposition sites.. 2017. 52 f. Work of Conclusion Course (Graduation in Agronomy]) - Federal Technology University - Paraná. Pato Branco, 2017.

Although the effects of grazing on decomposition have been demonstrated in several studies within crop-livestock integration systems (ILP), few have examined the roles of site conditions as intermediate factors, ie effects on soil conditions, decomposition. Usually, the effects of previous grazing are evaluated, in which there is a change in the structure and composition of the forage plant. The objective of this work was to evaluate the decomposition dynamics of ryegrass residues, as well as the rate of nutrient release, under different conditions of decomposition sites, where residues of ryegrass plants were placed with presence or not of animals. In order to do so, we used the methodology of using litter bags placed in the field in an experiment with a randomized block design in a factorial scheme where Factor A was the presence of animals at two levels: and Without Animals (SA). Factor B were the Days After Deposition (DAD) and were composed of seven litter collection dates. The dry matter (DM) decomposition rates of ryegrass residues, as well as the rate of nutrient release, were estimated by adjusting for non-linear regression models. The kinetics of the process of decomposition of ryegrass residues deposited in areas with presence of animals was faster than when compared to residues that were not on the presence of animals, that is, there was a greater amount of residual residues where there were no animals. The half-life time was higher at the site with animals due to the presence of more readily available material, the increase of this compartment is related to the increase in quantity and diversity of the microbial biomass, where the microorganisms started to access parts of the plant that without the animal presence was not possible. As for nitrogen contents, nutrient accumulation was observed in the non-animal site, because there was immobilization of N due to a smaller amount of microorganisms to participate in the decomposition process, requiring a higher retention of N to get the work done. As for phosphorus, there was no effect of the presence of animals on the phosphorus release rates between the deposition sites, but it was possible to observe a trend of greater retention or immobilization at the non-grazed site, same thing observed for potassium; concentration of this nutrient was influenced by the presence of animals. Finally, it was observed that the presence of animals changes the decomposition sites, mainly influencing the soil biological community, which will have a direct effect on straw decomposition and nutrient release, altering the process as deeply as changes caused by a grazing, where there are changes in the structure of the plant.

Keywords: Integration of crop and livestock. Decomposition. Release of nutrients. Nitrogen immobilization. Litter bags.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Croqui do experimento. Os números representam os dias de coleta após a deposição do material. Abelardo Luz, SC - 2012-2013. ......................................... 25

Figura 2 – Matéria Seca Remanescente (MSR), em porcentagem para a palhada de azevém em função de dias após a deposição dos litter bags. Abelardo Luz-SC, 2012-2013. ................................................................................................................ 30

Figura 3 – (A) Nitrogênio remanescente, em porcentagem para a palhada de azevém em função de dias após a deposição (DAD) dos litter bags; (B) Quantidade de nitrogênio liberado, em kg.ha-1 em diferentes locais de deposição. Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ......................................................................................................... 34

Figura 4 – Concentração de nitrogênio (g.dm-3) dos resíduos de azevém nos locais Com Animais e Sem Animais de acordo com os dias após a deposição. As barras verticais são o erro. Os locais Com Animais e Sem Animais são diferentes entre si, pelo teste F. Abelardo Luz – SC, 2012-2013............................................................. 37

Figura 5 – Concentração de fósforo (g.dm-3) dos resíduos de azevém nos locais Com Animais e Sem Animais de acordo com os dias após a deposição. Os locais de deposição não são diferentes entre si pelo teste F. Abelardo Luz – SC, 2012-2013. .................................................................................................................................. 39

Figura 6 – Concentração de potássio (g.dm-3) dos resíduos de azevém nos locais

Com Animais e Sem Animais de acordo com os dias após a deposição. Os locais de deposição são diferentes entre si pelo teste F. As barras verticais são o erro. Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ................................................................................ 41

Figura 7 – (A) Potássio remanescente, em porcentagem, para a palhada de azevém em função de dias após a deposição (DAD) dos litter bags; (B) Quantidade de potássio liberado, em kg.ha-1 em diferentes locais de deposição. Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ................................................................................................................ 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Parâmetros do modelo exponencial assintótico (1) ajustados aos valores medidos da taxa de decomposição de resíduos remanescentes da palhada de azevém e constantes de decomposição (Ka), tempo de meia-vida (T1/2) e coeficiente de determinação (R²). Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ............................................ 28

Tabela 2 – Parâmetros do modelo exponencial assintótico (1) ajustados aos valores da taxa de liberação de nitrogênio e constantes de decomposição (Ka), tempo de meia-vida (T1/2) e coeficiente de determinação (R²). Abelardo Luz – SC, 2012-2013. .................................................................................................................................. 33

Tabela 3 – Parâmetros do modelo exponencial assintótico (1) ajustados aos valores da média aritmética da taxa de liberação de nitrogênio e constantes de decomposição (Ka), tempo de meia-vida (T1/2) e coeficiente de determinação (R²). Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ................................................................................ 33

Tabela 4 – Parâmetros do modelo exponencial assintótico (1) ajustados aos valores da taxa de liberação de potássio e constantes de decomposição (Ka), tempo de meia-vida (T1/2) e coeficiente de determinação (R²). Abelardo Luz – SC, 2012-2013. .................................................................................................................................. 40

Tabela 5 – Parâmetros do modelo exponencial assintótico (1) ajustados aos valores da média aritmética da taxa de liberação de potássio e constantes de decomposição (Ka), tempo de meia-vida (T1/2) e coeficiente de determinação (R²). Abelardo Luz – SC, 2012-2013. ......................................................................................................... 40

SUMÁRIO

1INTRODUÇÃO .....................................................................................................12

2OBJETIVOS .........................................................................................................14

2.1 GERAL ..............................................................................................................14

2.2 ESPECÍFICOS ..................................................................................................14

3REFERENCIAL TEÓRICO ...................................................................................15

3.1 DINÂMICA DE DECOMPOSIÇÃO DE RESÍDUOS VEGETAIS COM PRESENÇA DE ANIMAIS ............................................................................................................15

3.2 O EFEITO DA PRESENÇA DE ANIMAIS NA LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES EM LITTER BAGS .........................................................................................................18

3.3 INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA (ILP) ....................................................20

3.4 CULTURA DO AZEVÉM ...................................................................................22

4MATERIAL E MÉTODOS .....................................................................................24

4.1 LOCAL DO EXPERIMENTO .............................................................................24

4.2 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO ....................................................................24

4.3 TAXA DE DECOMPOSIÇÃO E LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES DO RESÍDUO DE AZEVÉM ............................................................................................................26

4.4 ANÁLISES ESTATÍSTICAS ..............................................................................27

5RESULTADOS E DISCUSSÃO ...........................................................................28

5.1 DECOMPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS DE AZEVÉM ..........................................28

5.2 LIBERAÇÃO DE NITROGÊNIO ........................................................................32

5.3 LIBERAÇÃO DE FÓSFORO .............................................................................38

5.4 LIBERAÇÃO DE POTÁSSIO ............................................................................40

6CONCLUSÃO .......................................................................................................45

REFERÊNCIAS .......................................................................................................46

ANEXOS .................................................................................................................51

12

1 INTRODUÇÃO

Muitos são os trabalhos que apresentaram resultados da decomposição

de resíduos vegetais, bem como sua consequente liberação de nutrientes, através de

sacos de decomposição (litter bags). Essa metodologia trabalha com modelos

cinéticos de decomposição que nada mais é que a taxa de reação ou taxa de

decomposição, que pode ser expressa como uma função do substrato que está sendo

decomposto (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).

Com o uso dessa metodologia vem se estabelecendo dados importantes

para o conceito de ciclagem de nutrientes dentro de Integração Lavoura-Pecuária

(ILP) e/ou para o Sistema de Plantio Direto (SPD), seja para influência de períodos de

pastejo sobre a palhada (ASSMANN et al., 2014) ou para o efeito da decomposição

na adubação antecipada de nitrogênio (N) (MEDRADO et al., 2011; BORTOLLI, 2016)

ou ainda a liberação dos nutrientes de diferentes plantas de cobertura no inverno para

a planta sucessora (AITA; GIACOMINI, 2003; TEIXEIRA et al., 2012).

Todavia, existe uma carência de estudos que demonstram qual é o efeito

indireto que a presença de animais tem sobre as taxas de decomposição da matéria

seca e da liberação de nutrientes de resíduos de plantas que foram colocadas em

áreas com presença de animais comparadas a áreas sem presença de animais.

Dessa forma, surge a pergunta: o ambiente criado pela presença de

animais– e suas consequentes modificações, principalmente no solo – irão influenciar

a decomposição da palhada e a liberação de nutrientes?

Semmartin; Garibaldi; Chaneton (2008) explicam que os animais podem

afetar o ciclo de nutrientes, alterando as condições bióticas e abióticas do solo para a

decomposição. Os autores dizem ainda que, a deposição de dejetos animais durante

o pastejo exerce uma influência intensa sobre as reservas de nutrientes do solo e

sobre as comunidades microbianas, mostrando que os herbívoros aumentam a

disponibilidade de nitrogênio no solo e a decomposição da matéria orgânica, com

mudanças concomitantes na composição funcional da biota do solo.

O efeito desses animais em sistemas integrados de produção é

visualizado em mudanças nos atributos químicos, biológicos e na matéria orgânica do

solo, afetando de forma positiva ou negativa a ciclagem de nutrientes (ANGHINONI et

al., 2011).

13

Devido a isso, se partiu da hipótese de que os resíduos de plantas de

azevém que não foram pastejadas, mas depositadas nas áreas com presença de

animais decomporão e liberarão mais rapidamente nutrientes devido as modificações

impostas pelos animais na mesofauna e na microbiota do solo.

Assmann (2013, p. 65) destaca que a quantificação da deposição de

resíduos e o conhecimento dos processos de sua decomposição “podem ser

considerados como estratégias de gestão, tanto em ecossistemas naturais como em

sistemas de produção agrícola e pecuária sustentáveis”.

Nesse contexto, é importante a existência de trabalhos que avaliam o

efeito das condições do local de deposição sobre a decomposição da palhada

remanescente e a consequente liberação de nutrientes sobre sistema solo-planta-

animal.

14

2 OBJETIVOS

2.1 GERAL

Avaliar a dinâmica de decomposição dos resíduos vegetais do azevém

não pastejado, bem como a taxa de liberação de nutrientes, depositados em área com

ou sem a presença de animais.

2.2 ESPECÍFICOS

a) Verificar a influência dos efeitos da presença de animais sobre a

velocidade de decomposição dos resíduos vegetais do azevém não

pastejado depositado em áreas com ou sem animais;

b) Analisar a influência dos efeitos da presença de animais sobre a

velocidade de liberação de Nitrogênio, Fósforo e Potássio dos resíduos

vegetais do azevém não pastejado depositado em áreas com ou sem

animais.

15

3 REFERENCIAL TEÓRICO

3.1 DINÂMICA DE DECOMPOSIÇÃO DE RESÍDUOS VEGETAIS COM PRESENÇA DE ANIMAIS

Há um grande acúmulo de informações sobre as exigências de macro e

micronutrientes pelas plantas cultivadas, dados sobre quantidades totais, exportações

na colheita e absorção durante o ciclo (MALAVOLTA, 2008).

No entanto, essas informações em um sistema ILP estabelece uma nova

dinâmica quanto à utilização de água, luz e, principalmente, nutrientes, pois se trata

de um processo complexo e que envolve um grande número de fatores que alteram o

processo (YAGI et al., 2015).

Sem dúvidas o fator animal é um dos principais agentes que singularizam

a interação solo-planta-animal, logo a compreensão de seus efeitos sobre o sistema

faz-se necessário para que seja possível explorar ao máximo sua produtividade de

maneira sustentável.

Anghinoni et al. (2011) dizem que quando o animal está presente no

sistema há a imposição de uma heterogeneidade em uma série de variáveis, alterando

a via de fluxo de nutrientes em natureza e magnitude, modificando o sistema em que

esteja inserindo e colocando o solo como o único fator que sofre as consequências

positivas ou negativas do sistema.

Silva e Nascimento Júnior (2007) destacam também que os herbívoros

afetam vários processos em um ecossistema em que eles estejam inseridos, tais como

sucessão de espécies, fluxo de carbono, dinâmica de nutrientes e infiltração de água

no solo.

Complementar a isso, Semmartin, Garibaldi e Chaneton (2008) afirmam

que os grandes herbívoros atuam como principais impulsionadores dos ciclos

biogeoquímicos terrestres, pois regulam os fluxos de carbono e nutrientes que ligam

os subsistemas produtores e de decomposição. Os autores relatam que a herbívoria

é capaz de alterar a decomposição de resíduos vegetais, animais e as taxas de

ciclagem de nutrientes, alterando a qualidade da matéria orgânica que volta ao solo.

Bortolli (2016) diz que a magnitude dessas alterações está diretamente

relacionada com o manejo que é aplicado em áreas com presença de animais, sendo

este influenciado por características do solo (textura, estrutura, umidade, matéria

16

orgânica, etc.), da palhada sobre o solo, das características das plantas e intensidade

do pastejo.

Com isso, se torna importante ressaltar que o animal atua como um

acelerador ou modificador da velocidade das reações químicas que ocorrem no

sistema, atuando como peça fundamental na ciclagem de material vegetal e alterando

toda a dinâmica da decomposição desses resíduos vegetais (ANGHINONI et al.,

2011).

Moreira e Siqueira (2006) dizem ainda que o processo de decomposição

é complexo e que a velocidade de decomposição pode ser avaliada de três maneiras

ou com três modelos matemáticos diferentes: a) pela quantidade de carbono liberada

como CO2 (C->CO2); b) pela estimativa da biomassa formada com base na eficiência

de conversão microbiológica dos substratos em decomposição; e c) empregando

modelos cinéticos de decomposição.

Muitos são os trabalhos que apresentaram resultados da decomposição

de resíduos, bem como a liberação de nutrientes que estes causam, através de sacos

de decomposição (litter bags). Esse método utiliza a opção citada acima, modelos

cinéticos de decomposição, que nada mais é que a taxa de reação ou taxa de

decomposição, que pode ser expressa como uma função do substrato que está sendo

decomposto.

Com o uso dessa metodologia vem se estabelecendo dados importantes

para o conceito de ciclagem de nutrientes dentro do sistema ILP e/ou para o SPD,

seja para influência de períodos de pastejo sobre a palhada (ASSMANN et al., 2014)

ou para o efeito da decomposição na adubação antecipada de N (MEDRADO et al.,

2011; BORTOLLI, 2016) ou ainda a liberação dos nutrientes de diferentes plantas de

cobertura no inverno para a planta sucessora (AITA; GIACOMINI, 2003; TEIXEIRA et

al., 2012).

Uma característica que influencia diretamente a taxa de decomposição de

resíduos vegetais é a relação C/N. Resíduos vegetais com alta relação C/N,

geralmente gramíneas, como azevém, aveia preta, centeio, sorgo forrageiro e milheto

são de decomposição lenta (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006) e a liberação de nitrogênio

é menor por causa da mineralização lenta causada pelo fenômeno conhecido como

imobilização de N, devido a isso a cultura em sucessão poderá não aproveitar todo o

N que seria disponibilizado (ASSMANN et al., 2003).

17

Medrado et al. (2011) provaram isso quando estudaram a decomposição

da matéria seca inicial e consequente liberação de N de diferentes coberturas de

inverno para a sucessão de milho e constataram que a presença animal (nesse caso

em pastejo, com alterações na estrutura da planta) no nabo forrageiro teve influência

sobre a liberação de N, pela menor quantidade de massa total produzida, e logo o

milho aproveitaria menos do nutriente, pois o nabo forrageiro é uma leguminosa com

relação C/N mais baixa.

A presença de animais pode antecipar essa dinâmica por transformar as

condições bióticas e abióticas do solo para a decomposição. Antecipa devido a adição

de N, causando a redução da relação C:N das plantas (quando há pastejo), assim, a

menor relação C:N das plantas pastejadas e do solo, aumentam a mineralização

liquida pela redução da demanda microbiana por N (ANGHINONI et al., 2011).

Além do fator animal, muitas são as fases e os organismos que participam

de um processo de decomposição, e a consequente liberação dos nutrientes. Se trata

de organismos que atuam desde a redução do tamanho das partículas (organismos

menos especialistas), até a decomposição gradual dos componentes mais resistentes

como a lignina (organismos mais especialistas) (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).

Os autores explicam ainda que a decomposição depende da composição

da planta (celulose, hemicelulose e lignina), das condições químicas e físicas do solo

que maximizem a atividade biológica e pela ausência de fatores tóxicos ou resíduos

no solo que possam inibir a atividade dos organismos decompositores (MOREIRA;

SIQUEIRA, 2006).

Em relação a P e K, a decomposição e liberação dependem da localização

e da forma em que esses nutrientes se encontram no tecido vegetal. O potássio, por

exemplo, não se encontra em componentes estruturais, estando na forma iônica no

vacúolo das células das plantas, atuando em processos fisiológicos, assim, podendo

o mesmo ser rapidamente liberado logo após o manejo dos resíduos, tendo, pouca

dependência dos processos microbianos (ASSMANN, 2013).

Já, no caso do P, a maior parte encontra-se associada a componentes

orgânicos do tecido vegetal e a sua liberação está diretamente ligada ao processo de

decomposição pelos microrganismos do solo (ASSMANN, 2013).

Ainda quanto a composição dos resíduos vegetais, Anghinoni et al. (2011)

lembram que a dinâmica de decomposição é também determinada pela natureza de

seus constituintes, sendo denominados como lábil ou recalcitrante, ou como Moreira

18

e Siqueira (2006) dizem, fração decomponível ou resistente, respectivamente. Essas

frações são determinadas pelos teores de lignina e celulose.

A decomposição dessas formas (lábil e recalcitrante) pode ser

concomitante ou de forma separada (primeiro, a lábil e, depois, a recalcitrante) e

identificada pelo ajuste de equações não lineares (Wieder; Lang, 1982).

Além disso, a qualidade da palhada geralmente é determinada pelo

conteúdo de diferentes compostos químicos como C, N e P solúveis, bem como lignina

ou relação lignina: N e palhada de alta qualidade têm, geralmente, maior teor de N,

mas inferior em conteúdo de lignina ou relação lignina: N (GARIBALDI; SEMMARTIN;

CHANETON, 2007).

Já quanto a outros fatores, como as condições químicas, Aita e

Giacomini(2003) mostraram que ao avaliarem a decomposição e liberação de N de

resíduos vegetais provenientes de plantas de cobertura, concluíram que a velocidade

de decomposição das plantas de cobertura foi inversamente proporcional às relações

C/N e diretamente proporcional as concentrações de N na fitomassa, ou seja,

alteração química do ambiente. Logo demonstraram que a quantidade de N presente

na matéria seca em decomposição interfere diretamente na velocidade de

decomposição da palhada.

3.2 O EFEITO DA PRESENÇA DE ANIMAIS NA LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES EM LITTER BAGS

Embora os efeitos de pastejo na decomposição tenham sido

demonstrados em vários estudos com uso de litter bags, poucos examinaram os

papéis relativos das condições do sítio como fatores intermediários no processo de

decomposição, sendo comum que os litter bags fiquem fora dos tratamentos do

experimento, devido a facilidade do processo e para evitar danos no material, não

sendo verificado o efeito desses animais sobre a decomposição da palhada, seja essa

palhada previamente pastejada ou não.

Semmartin, Garibaldi e Chaneton (2008) dizem que quando há presença

de animais em uma área a longo prazo ocorre um retorno positivo da ciclagem de

nutrientes no sistema planta-solo, pois ocorre uma seleção natural de organismos

decompositores de espécies tolerantes a presença de animais. No entanto, os autores

19

explicam que a remoção da biomassa vegetal e o pisoteio do solo associado ao

pastoreio intenso (maior adição dos desejos animais) podem alterar as propriedades

do solo, como densidade aparente, umidade e salinidade, diminuindo, assim, a

biomassa da comunidade microbiana, trazendo um impacto negativo direto nas taxas

de decomposição.

Segundo Moreira e Siqueira (2006), essa biomassa da comunidade

microbiana do solo é a fração viva da matéria orgânica, sendo assim responsável por

processos bioquímicos e biológicos no solo e, por conseguinte, sensivelmente

influenciada pelas condições impostas pelo meio, como clima, aeração,

disponibilidade de nutrientes minerais e pelo carbono orgânico (C orgânico) do solo.

Souza et al.(2010) partiram da hipótese de que a maior intensidade de

pastejo trariam efeitos apenas negativos sobre a comunidade microbiana do solo, com

a justificativa de que maiores intensidades alteram a labilidade da matéria orgânica do

solo, dificultando a decomposição. No entanto, estudando o impacto de diferentes

intensidades de pastejo, no inverno, sobre os teores de C, de N e de P da biomassa

microbiana e sua atividade no solo ao longo do ciclo de pastejo em um sistema de ILP

em plantio direto, notaram que quando o sistema é submetido a intensidades

moderadas de pastejo conseguem manter o nível de qualidade biológica do solo,

sendo similar ao sistema plantio direto sem a entrada de animais e que apenas houve

maiores perdas de atividade microbiana quando houve estresse hídrico.

Semmartin, Garibaldi e Chaneton (2008), examinaram os efeitos que a

história da presença de animais (nesse caso sobre a decomposição de resíduos

vegetais e compararam com o efeito mediado pela qualidade dos resíduos vegetais

deixados por duas gramíneas tolerantes ao pastoreio. Eles verificaram que o fator

histórico de pastejo foi mais eficiente que o fator qualidade do resíduo e que a

liberação de nitrogênio e fósforo foi estimulada por ambientes que sofreram pastejo,

independentemente da espécie e origem dos resíduos vegetais, sugerindo que o

ambiente do solo compensasse os atributos químicos dos resíduos (teores de lignina,

celulose e hemicelulose) como controle da decomposição neste sistema.

A qualidade do sitio de decomposição, definida dessa maneira, mostrou

ser uma grande determinante das taxas de decomposição da palhada tanto dentro

como entre os ecossistemas terrestres. Notavelmente, a estrutura da comunidade

microbiana (ou quanto essa comunidade é alterada pela presença animal) que é

diretamente responsável pela decomposição primária é raramente considerada como

20

um predito empírico das taxas de decomposição da matéria seca (STRICKLAND et

al., 2009).

Com isso, o pastoreio quando executado corretamente, pode melhorar o

rendimento de culturas subsequentes através de uma melhor estrutura do solo

promovido pelo sistema radicular da pastagem e devido a maior ciclagem de

nutrientes apelo fato da deposição de esterco e urina, além da forragem residual

presente na superfície do solo (PITTA et al., 2013).

A presença de animais pode influenciar a mineralização-imobilização do

solo de N, facilita a rápida decomposição do substrato bem como aumenta a taxa de

reciclagem de N como resultado de deposições de esterco e urina. Os animais

também podem aumentar a disponibilidade de nutrientes, mantendo um conjunto de

nutrientes orgânicos facilmente mineralizáveis perto da superfície do solo, onde é mais

acessível para plantas e micróbios (SHARIFF; BIONDINI; GRYGIEL, 1994).

3.3 INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA (ILP)

Ellis (2000) relata que diversificar o leque de estratégias de produção

confere ao produtor maior autonomia na decisão quanto ao uso de recurso do sistema

de produção, ou seja, a diversificação pode ser um fator determinante para a criação

da autonomia do agricultor, o que resulta em maior renda e segurança quando este

se depara com situações delicadas agravadas por crises mercadológicas.

Sendo assim, Peres (2011) destaca que sistemas integrados de produção

são uma forma de diversificação da renda agrícola sendo uma importante ferramenta

para o controle de custos de uma propriedade, aumentando a estabilidade dos

sistemas agrícolas.

Segundo Balbino et al. (2011, p.4), sistemas ILP são “uma estratégia de

produção sustentável, que integra atividades agrícolas e pecuárias, realizadas na

mesma área em cultivo consorciado, sucessão ou rotacionado”. Além disso, o autor

diz que os efeitos sinérgicos e potencializadores entre os elementos do

agroecossistema envolvem o ajustamento ambiental e a viabilidade econômica da

atividade agropecuária (BALBINO et al., 2011).

21

Essa definição se completa com Assmann et al. (2003) que diz que o

sistema ILP é uma ferramenta com grande potencial para desenvolver sistemas de

produção menos intensivos no uso de insumos, porém mais sustentáveis no tempo.

Colocando como cenário a região Sul do Brasil nota-se que há um forte

preconceito por parte principalmente dos agricultores de que o inverno serve apenas

para cultivo de plantas de cobertura ou então para deixar o solo em pousio

(BORTOLLI, 2016). Complementar a isso há poucas opções para o cultivo de cereais

de inverno, com grande variação comercial, onerando ainda mais a produção agrícola.

Isso faz com que o uso de sistemas ILP surja como alternativa importante para esse

período (SANDINI et al., 2011).

Em contrapartida, Bortolli (2016, p.23) diz que na Região Sudoeste do

Paraná “a integração-lavoura pecuária vem sendo praticada empiricamente durante

décadas, herança étnica da colonização italiana que sempre associou a criação de

animais com os cultivos agrícolas”. Confirma-se isso ao se observar a produção de

leite no sudoeste paranaense no ano de 2015, que alcançou surpreendentes

1.207.420 (mil l) de leite, segundo o IPARDES (2015). Porém, segundo o autor, há um

manejo incorreto do sistema, conduzindo a uma degradação de pastagens e solo na

região, trazendo riscos do ponto de vista econômico e social.

Por fim, Assmann (2003), destaca que o efeito depressor da agricultura

contínua sobre características do solo é invertido à medida que aumenta o tempo,

com a presença de pastagens trazendo vantagens para as características químicas,

físicas e biológicas do solo, dentre outros fatores citados pela autora, que traz o

aumento nos níveis de produção animal e vegetal.

Carvalho et al. (2010), concluíram em seu estudo sobre gerenciamento de

animais sobre pastejo para alcançar a ciclagem de nutrientes e melhoria do solo em

sistemas de plantio direto integrados que:

O componente catalisador é o animal, que permite a reciclagem do material vegetativo e modifica a dinâmica do ciclo dos nutrientes quando comparados com sistemas em que as culturas de cobertura de inverno são cultivadas unicamente à produção de resíduos de plantas para cobertura do solo. Quando a alimentação do gado foi integrada numa rotação de culturas, e, quando isso foi feito com lotações moderadas e adequadas e as intensidades de pastagem controladas, a agregação do solo foi significativamente melhorada, bem como a atividade microbiana do solo. Também foram observados impactos positivos nos atributos químicos. (CARVALHO et al., 2010, p. 271).

22

Este artigo ilustrou esses benefícios com foco no uso de animais de

pastagem integrados com culturas sob sistemas de plantio direto característicos do

sul do Brasil.

Em pastagens fortemente pastoreadas, a comunidade microbiana do solo

é dominada por bactérias, o que faz com que os teores de nutrientes sejam liberados

mais rapidamente, enquanto sob pressão de pastagem baixa, os fungos do solo

dominam as vias de decomposição, desacelerando a liberação. (BARDGETT;

WARDLE; YEATES, 1998).

3.4 CULTURA DO AZEVÉM

Os sistemas ILP possibilitam a produção de gramíneas hibernais, como o

azevém (Lollium multiflorum), planta amplamente utilizada como cultura de cobertura

de solo no plantio direto, podendo ser utilizada como forrageira nesse período, pois

possui uma boa estrutura de pasto, não comprometendo o plantio direto e agregando

valor a atividade de pecuária (LOPES et al., 2009; COSTA et al., 2013).

Além disso, o azevém é uma planta que possui boa adaptação e produção

de matéria seca e há facilidade de obtenção de sementes, apresentando baixo custo

na operação de implantação, além de possível potencial para uso de fenação.

Somando-se a isso, é uma importante planta de cobertura do solo e cicladora de

nutrientes oriundos de plantas antecessoras (FERREIRA, 2012).

Porém, vários fatores precisam ser mais bem estudados em sistemas que

utilizam o azevém, entre eles, a ciclagem e liberação de nutrientes por essa cultura,

bem como a dinâmica dos nutrientes no solo em sistema de Integração Lavoura-

Pecuária.

Logo, é importante estabelecer se há uma relação entre o histórico de

pastejo com a taxa de decomposição de resíduos de azevém presentes em diferentes

locais de deposição, determinando como as condições do sítio de decomposição irá

influenciar a decomposição do azevém, bem como a liberação de nutrientes.

Assmann et al. (2014) constataram influência da interação tempo versus

períodos de pastejo sobre a decomposição da matéria seca dos resíduos,

evidenciando uma acentuada aceleração na velocidade de decomposição com o

23

aumento nos períodos de pastejo. Isto leva a concluir que o efeito de animais em

pastagens resulta em uma maior velocidade de decomposição do material após o

término do período de pastejo.

Alguns fatores poderão influenciar nos resultados do histórico do pastejo,

um deles é que o N está sujeito à imobilização pelos microrganismos do solo que

utilizaram o carbono (C) da palha do azevém para a produção de energia e,

necessitam o N mineral do solo, pois a palha do azevém não supre as quantidades

necessárias para atender a sua demanda, devido à alta relação C/N (FERREIRA,

2012).

Outro fator é o observado por Assis et al.(2003), que mostrou que a

constante de decomposição (k) e o tempo de meia-vida (T1/2) da palhada de sorgo

foram influenciados pela aplicação de N, que acelerou o processo de decomposição

em 21 % com relação ao tratamento sem N.

24

4 MATERIAL E MÉTODOS

4.1 LOCAL DO EXPERIMENTO

Os dados usados neste trabalho foram obtidos entre os anos de

2012/2013 na propriedade do Sr. Caetano Pacheco localizada no município de

Abelardo Luz-SC. A área experimental encontra-se localizada entre as coordenadas

de 26º 31’29,67” Sul e -52º 15’35,17” Oeste (ao centro do experimento), com altitude

de aproximadamente 851 metros. O clima da região é classificado como Cfb

(subtropical úmido), segundo classificação de Köppen (Maak, 1968). O solo do local

experimental é classificado Latossolo Bruno distrófico típico, apresentando relevo

levemente ondulado de textura argilosa.

O experimento foi implantado em uma área previamente utilizada em um

sistema de cultivo mínimo (gradagem para plantio de cereais de inverno). Antes da

implantação do experimento essa área já estava cultivada com azevém (Lolium

multiflorum), no entanto, deve-se ficar claro que esse material não sofreu pastejo

prévio, mas apenas que foi a cultura antecessora a semeadura do sorgo (cultura

presente no tratamento com ou sem animais), e foi o material utilizado nos sacos de

decomposição, assim o material de estudo teve apenas efeito do ambiente, mas não

teve efeito do pastejo, ou seja, não ocorreu modificações na planta (teores de lignina,

celulose e hemicelulose) devido ao pastejo.

4.2 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO

O delineamento experimental adotado para a condução do experimento

foi de blocos ao acaso em esquema fatorial. O Fator A foi o local de deposição dos

resíduos vegetais e foi composto por dois níveis: Com Animais (CA) e Sem Animais

(SA). O Fator B foi Dias Após Deposição (DAD) e foi composto por sete datas de

coleta dos litter bags, ou seja, sete níveis quantitativos. As coletas de litter bags dos

resíduos de azevém foram aos 0,10, 20, 35, 55, 75, 95 e 125 dias após a deposição

dos mesmos no campo.

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