Benefícios da biomassa de aveia ao sistema de semeadura direta
Elmar Luiz FlossUniversidade de Passo Fundo - Fone: (54) 316 8167 - E-mail: floss@upf.tche.br
Importância da relação C/N da biomassa
Para o sucesso do sistema de semeadura direta, é fundamental que as culturas de inverno sejam formadoras de grandes quantidades de matéria seca, bem como apresentar alta relação C/N, permitindo, assim, um maior período de cobertura do solo. A aveia tem se destacado dentre as diversas coberturas de inverno pela alta produção de matéria-seca e alta relação C/N. Sendo assim, é a espécie de cobertura de inverno quando manejada na floração, mas especialmente, a resteva após a colheita de grãos, que mantém o solo coberto por um maior período de tempo, em função da menor redução no volume de massa, ao longo do tempo, ocasionado pela lenta decomposição microbiológica da palhada.
Foto: Elmar Floss
Estudos experimentais tem demonstrado que a velocidade de liberação de nutrientes a partir da decomposição da biomassa depende principalmente da relação C/N. Conforme Igue et al. (1984), quando a relação C/N é superior a 24 a decomposição é lenta e quando menor que 24, é rápida. A relação C/N das culturas aumenta com o estádio de desenvolvimento. Na aveia a relação C/N pode variar de 17-20 no estádio vegetativo, 41-50 na floração plena e superior a 70 na colheita. Mesmo entre gramíneas há diferença na relação C/N para as diversas espécies, o que explica as diferentes velocidades de decomposição das mesmas. Após a colheita, Almeida et al. (1985), demonstraram que ocorrem variações da relação C/N das coberturas mortas, durante a decomposição. Segundo o autor, esta diferença de comportamento deve-se à facilidade dos microrganismos em digerir glicidios e a dificuldade de decomporem a lignina e outros compostos complexos. Nos materiais mais lignificados os microrganismos atacam mais rapidamente os tecidos ricos em nitrogênio, reduzindo o teor deste elemento, enquanto que o teor de carbono é pouco modificado. Em conseqüência, a relação C/N aumenta e só se reduz quando finalmente a lignina e compostos relacionados (fenóis) começam a ser decompostos.
Efeito da aveia nas propriedades físicas do solo
Com a cobertura do solo, diminui a intensidade de radiação solar que incide sobre o mesmo e em conseqüência, diminui a temperatura do solo. As menores amplitudes de variação térmica em solos protegido por cobertura vegetal, se traduzem por menor evaporação e maior conteúdo de água, favorecendo o aproveitamento mais eficiente, pelas culturas sucessoras, dos nutrientes disponíveis (Muzzili, 1986), beneficiando também as culturas quando sujeitas a curtas estiagens. A formação de agregados melhora a estrutura do solo, reduz a densidade e, como consequência, promove o aumento da porosidade do solo, da aeração e teores de água. A diminuição do volume de escorrimento de água, é responsável também pela redução das perdas de solo e água por erosão. Outro efeito da cobertura do solo é a diminuição do impacto direto das gotas de chuva sobre o solo, diminuindo a erosão hídrica. Wunsche & Denardin (1978) verificaram grande eficiência no controle da erosão pela manutenção da palha na lavoura. Ocorreu uma redução nas perdas do solo preparado convencionalmente da ordem de 5 toneladas de solo por hectare/ano apenas pela incorporação da palha. Quando a palha foi conservada na superfície do solo, esta redução foi de 7 toneladas/ha/ano. A incorporação de palhas no solo, tem efeitos evidentes sobre a formação de agregados. A formação e estabilização de agregados no solo, melhorando as condições de aeração e infiltração de água, é uma das funções importantes da matéria orgânica. Os compostos húmicos tem a propriedade de formar complexos com as argilas, possibilitando a formação de agregados. Diversos estudos realizados demonstram que os microrganismos exercem papel importante neste processo pela produção de substâncias mucilaginosas (polissacarídios), que promovem a maior aderência entre partículas (Igue, 1984). A estabilidade dos agregados depende das condições e tipo de material orgânico utilizado, atividade microbiana, processo de umidecimento e secagem do solo, tipo de cultivo, pH do solo, temperatura e outros. As gramíneas tem sido indicadas como mais eficazes na formação de agregados, pela ação direta das raízes. A superfície total de contato é relativamente grande, provocando mudanças constantes na zona da rizosfera. As pressões que as raízes exercem sobre as partículas do solo ajudam também na formação de agregados estáveis. A agregação do solo geralmente aumenta o volume de macroporos, mas diminui os microporos. Em solos argilosos, é vantajosa pela melhoria da porosidade de aeração, devido à diminuição da densidade, favorecendo o desenvolvimento radical. Materiais orgânicos com relação C/N estreita (é o caso das leguminosas) tem um efeito relativamente curto sobre a estabilidade dos agregados do solo, ocorrendo, praticamente, apenas enquanto dura à decomposição do material incorporado (Muzzili, 1986). Biomassas com relação C/N mais ampla (gramíneas) permitirão maior efeito agregante, devido a decomposição mais lenta e formação de compostos intermediários, sendo uma alternativa eficiente de aumento do teor de MO no solo (Muzilli, 1986). Por esta razão, as leguminosas não são uma alternativa eficiente de melhoria do teor de matéria orgânica no solo. A cobertura com palha é o fator mais importante no controle da erosão de solo, evitando o impacto direto das gotas da chuva, permitindo uma maior infiltração de água no solo. Pesquisas realizadas por Roth et al.1 (1987) citado por Derpsch (1991) mostraram que o menor escorrimento superficial (13,7% do escorrimento sob pousio) e, consequentemente, a maior taxa de infiltração foi medida sob cobertura de biomassa de aveia preta, onde 89% do solo estava coberto com resíduos vegetais. Derpsch (1985), em latossolo roxo distrófico, demonstrou a elevada capacidade de cobertura morta de aveia preta na manutenção da umidade do solo, redução das perdas de água durante o verão. Nesse trabalho foi verificado que a elevada oscilação térmica na camada superficial do solo, ocorrida, principalmente, em área sem cobertura morta pode ser amenizada com a cobertura morta de aveia preta. Esse aspecto é importante em função dos efeitos marcantes que a temperatura do solo exerce na atividade biológica, na germinação de sementes, no crescimento radical e na absorção de íons (Walker, 1969, Hatfield & Egli, 1974, citados por Derpsch et al., 1991). A maior ou menor oscilação térmica do solo afeta o desenvolvimento das culturas. A presença do material orgânico no solo é determinante na atividade dos microrganismos, bem como no seu montante populacional, uma vez que a matéria orgânica é, antes de mais nada, fonte de energia para os organismos do solo (Derpsch et al., 1991). Quanto maior o volume de palha na superfície, maior é a atividade microbiana do solo e maior a estabilidade na fixação biológica do nitrogênio pelas leguminosas, favorecendo a cultura do milho em sucessão, dentro de um sistema de rotação de culturas. Quanto menor o volume de cobertura, maiores serão as oscilações de temperatura e umidade no solo, consequentemente, menor desenvolvimento de microrganismos. Isso pode ser observado, em particular, no caso da soja, sem cobertura do solo, onde há diminuição do número de nódulos por planta, peso individual dos nódulos e peso dos nódulos/planta (Voss & Sidiras, 1985, citados por Derpsch et al., 1991).
Efeito da aveia nas propriedades químicas do solo
Segundo Igue et al. (1984) a quantidade total de nutrientes incorporados ao solo é proporcional a quantidade da biomassa total produzida. Normalmente, a biomassa total não considera a quantidade produzida na parte subterrânea (raízes) que, em muitas espécies, é superior à parte aérea. Conforme o autor, na prática, a adição de 30-50% de nutrientes por conta das raízes seria uma boa aproximação, até que se tenha dado mais completos. A maior ou menor quantidade de húmus, proveniente da decomposição de materiais orgânicos, apresenta acentuada influência na capacidade de troca de cátions no solo (CTC), característica química importante na avaliação da fertilidade do solo. Segundo Primavesi (1987), o uso de leguminosas tem a vantagem de colocar nutrientes prontamente disponíveis para as culturas sucessoras, devido à rápida decomposição destes resíduos. Portanto, as leguminosas desempenham um importante papel como fornecedoras de nutrientes quando o SSD já está estabilizado. O interesse principal por leguminosas se deve à fixação biológica de nitrogênio na matéria orgânica derivada de leguminosas que, quando mineralizada, pode ser aproveitada pela cultura seguinte. Entretanto, as palhas de gramíneas também são fornecedoras de nutrientes às culturas sucessoras a médio e longo prazo, especialmente na camada superficial. São exemplos o significativo aumento dos teores de fósforo e potássio nas camadas superficiais do solo conduzidos sob sistema de semeadura direta. As quantidades de N liberadas nestes solos aumentam depois de vários anos. Derpsch et al. (1991) encontrou 90 kg/ha de N, em resíduos de aveia, representando um total de quase 30 kg/ha superior à ervilhaca peluda e chícharo (Lathirus sativus L.), pois apesar do menor teor no tecido, apresentou uma produtividade de biomassa muito superior. Na incorporação de 5.590 kg/ha de matéria seca de parte aérea e 3.809 kg/ha de matéria seca de raízes de aveia preta, foram encontrados 147 kg/ha de N. Isto demonstra que as espécies não leguminosas, quando utilizadas como coberturas verdes, podem deixar em seus resíduos quantidades de N - total iguais ou superiores às leguminosas. Estudos, realizados no mesmo experimento sobre a mineralização dos resíduos das culturas de inverno, mostraram que a mineralização e nitrificação de N ocorre nos resíduos com relação C/N menor do que 25, de forma tão rápida que, no caso de quantidades altas de restos vegetais, podem ser perdidas quantidades consideráveis de nitrato, por lixiviação. Esta situação está perfeitamente caracterizada pela sucessão aveia, como cultura de inverno e o cultivo de soja em sucessão, especialmente, através da semeadura direta. Estes esqueletos carbonados, derivados da palha de gramíneas, são utilizados pelos microrganismos para a retençäo no solo do N liberado na decomposição da palha de soja, tornando-se disponível à cultura sucessora depois de algum tempo. Quando não há esqueletos carbonados disponíveis para formação dos compostos húmicos, este N fixado simbioticamente pela soja é perdido na forma de amônia e por desnitrificação em solos compactados ou encharcados de água (condições anaeróbicas) na forma molecular (N2) e óxido gasoso (N2O). No cultivo de milho sobre palha de aveia foi observada uma carência de nitrogênio na fase inicial de crescimento, devido ao efeito da palha de aveia, causando sintomas de amarelecimento nas folhas. Este fato deve-se à imobilização do N do fertilizante pelos microrganismos, em função da alta relação C/N da palha das gramíneas. As parcelas adubadas com 30 kg/ha de nitrogênio na semeadura, estavam com crescimento normal e coloração verde intensa. Nos três locais, a compensação de nitrogênio permitiu melhor crescimento inicial, eliminando a carência induzida pela decomposição da palha de aveia preta e garantiu ”estoque” de N para os estádios de elongação e embonecamento do milho. A importância desse resultado foi mostrar o efeito da compensação do nitrogênio, mesmo utilizando uma gramínea, como cobertura verde para o milho (Sá, 1993). Em trabalho realizado em Cruz Alta obteve-se rendimentos de grãos de milho cultivado sobre ervilhaca 7% superiores quando comparados ao milho cultivado sobre a aveia preta. Comparando o tratamento testemunha (sem adubação nitrogenada em cobertura) esta diferença situa-se em torno de 29% a favor do milho cultivado sobre a ervilhaca, com um rendimento médio de grãos de milho de 8702 kg/ha (Petrere et al., 1995). Na sucessão de milho sobre aveia preta, a hipótese apresentada por Sá (1993) para a expressiva resposta a N aplicado no sulco de semeadura, fundamenta-se na maior oferta de N mineral para a planta, reduzindo o efeito de competição pela biomassa microbiana do solo, durante a decomposição dos resíduos com elevada relação C/N, imobilizando o N, que estaria disponível para o milho. Em anos com distribuição adequada de chuvas no ciclo da aveia, e durante o desenvolvimento inicial da cultura de milho, observou-se liberação de parte do N acumulado na cultura de aveia preta a partir do florescimento do milho. Neste caso, somente a adição de N na semeadura foi suficiente para garantir 100% da produção relativa. Entretanto, em anos com distribuição irregular das chuvas, ocorre maior retenção do N, sugerindo a imobilização pela biomassa microbiana por um período mais prolongado, onde o pico de imobilização no solo coincidiria com o máximo de demanda pela planta (Sá, 1996). Este comportamento tende a minimizar-se com o aumento dos anos de semeadura direta e o aumento da quantidade de compostos húmicos no solo. Desta forma, baseado nos vários estudos realizados, pode-se afirmar que, na fase inicial da semeadura direta, deve-se preferencialmente realizar o cultivo de soja em sucessão a aveia ou outra gramínea de inverno. Caso seja utilizado o cultivo de milho, recomenda-se a aplicação adicional de 5 kg/ha de N para cada tonelada de matéria seca de aveia produzida.
Efeito da aveia nas propriedades biológicas do solo
As palhas também tem efeitos sobre as atividades biológicas do solo. A concentração de microrganismos na rizosfera é mais alta nas plantas de cobertura do que a média do solo, principalmente, devido às substâncias liberadas pelas raízes e pela própria decomposição (Martini, 1977). Uma das razões importantes do cultivo de aveia está no controle de alguns microrganismos fitopatogênicos. Segundo Derpsch (1985), a soja semeada após aveia é menos afetada por Rhizoctonia solani e Sclerotínia sclerotiorum , sendo que o trigo é menos afetado por moléstias radiculares como a podridão comum das raízes e do mal-do-pé. Além disso, contribui com a diminuição da população de nematóides na cultura da soja. A biomassa de aveia também apresenta controle alelopático sobre várias plantas daninhas. Segundo Rice (1974), a alelopatia pode ser definida como sendo o efeito inibidor direto ou indireto de uma planta sobre outra planta, incluindo microrganismos, através da produção e liberação de compostos químicos no meio ambiente. A causa da alelopatia é um grupo de substâncias secretadas pelas raízes de algumas plantas em desenvolvimento ou liberadas pelo material vegetal de decomposição. A alelopatia constitui-se num método promissor de controle das plantas daninhas nas culturas, através de uma adequada sucessão cultural. Fay & Duke (1977), citados por Rice (1985), testaram três mil genótipos da coleção de germoplasma de aveia (Avena sp.) do departamento de Agricultura dos Estados Unidos - USDA, para observar a habilidade desta espécie de exsudar escopoletina ou avenacina, que é um composto conhecido por possuir propriedades inibidoras do crescimento de raízes. Vinte e cinco destes genótipos exsudaram mais substâncias de coloração azul-fluorescentes (características da escopoletina) das suas raízes, em relação a um cultivar padrão de aveia (cv. Garry). Quatro desses genótipos exsudaram até 3 vezes mais escopoletina do que o cultivar padrão. A substância exsudada afetou significativamente o crescimento da mostarda silvestre (Brassica sp.). Além disso, as plantas que cresceram em estreita associação com os genótipos com maior liberação de substâncias tóxicas, apresentaram sintomas severos de clorose, raquitismo e retorcimento, que são indicações dos efeitos do composto químico. Para Einhellig et al. (1970), trabalhando com a escopoletina, verificou que esta substância é inibidora da fotossíntese, sem causar efeito significativo na respiração das plantas. Almeida & Rodrigues (1985), realizaram ensaios de germinação com sementes de feijão, milho e soja, usando extratos aquosos de plantas adultas de trigo, aveia, centeio, tremoço e nabo forrageiro. Observaram que a porcentagem de germinação não foi alterada significativamente, mas o comprimento da raiz e da parte aérea das plântulas, sofreram reduções acentuadas. Almeida et al. (1985) estudaram o efeito de extratos aquosos da parte aérea de trigo, triticale, aveia, centeio, nabo forrageiro, tremoço e colza, na germinação e desenvolvimento das plântulas de capim marmelada, capim carrapicho, amendoim bravo e picão preto. Os resultados evidenciaram que os extratos de nabo forrageiro, tremoço, centeio e aveia, exercem influência acentuada na germinação e desenvolvimento das plântulas dessas espécies, se bem que variando quanto a intensidade entre elas. Os estudos sobre efeitos alelopáticos das coberturas mortas realizados pelo IAPAR, no Paraná, especialmente sobre as culturas de inverno, mostram que os restos culturais de aveia, centeio, nabo forrageiro e colza são as que, após a colheita, deixam o terreno mais limpo de plantas daninhas (Almeida et al., 1985). São também estas culturas que tem efeito mais prolongado sobre as plantas daninhas, especialmente, a aveia que, aos 85 dias depois da formação da cobertura, ainda mantém o terreno com baixa infestação.
Efeito da aveia na produtividade das culturas em sucessão
O cultivo de gramíneas de inverno deve anteceder preferencialmente às culturas de leguminosas no verão, como soja e feijão. Neste sentido, Derpsch (1984), relata o efeito de diversas coberturas de inverno sobre o rendimento de feijão, milho e soja em sucessão. O melhor rendimento de feijão foi obtido após nabo forrageiro (830 kg/ha) e após aveia preta (800 kg/ha) em comparação com rendimentos em torno de 500 kg/ha após pousio invernal, girassol, trigo e chícharo, sendo as diferenças estatisticamente significativas. Em relação a soja, o rendimento mais alto (3.090 kg/ha), foi obtido pelo efeito da aveia preta sobre esta leguminosa de verão, único tratamento estatísticamente superior sobre os demais. Os rendimentos mais baixos foram obtidos após trigo (1.730 kg/ha), centeio (1.700 kg/ha) e ervilhaca peluda (1.810 kg/ha). Segundo Castro (1988)1 em ensaio realizado pelo IAC, em São Paulo, na safra 1985/86, a maior produção de palha após colheita de grãos foi obtida com aveia branca (10,3 t/ha). Em sucessão foi cultivado a soja e o milho. A cobertura deixada pela gramínea garantiu um melhor controle da umidade e das plantas daninhas, resultando num maior rendimento. O milho após a gramínea aparentemente não apresentou deficiência de N, provavelmente por ser um ano muito seco, em que a decomposição da palha foi muito lenta. A necessidade de N para a cultura do milho na sucessão com a aveia preta é superior à sucessão com leguminosa. A discussão recai não somente sobre o rendimento de grãos, mas, principalmente, em relação à eficiência do sistema de produção. Em geral, a implantação do plantio direto tem sido em áreas com elevado estado de degradação e teores de carbono bem abaixo do originalmente encontrado. Dessa forma, a preocupação em adicionar material orgânico para a formação do ”mulching” sobre o solo é um fator preponderante no sucesso do sistema. Assim, a seqüência de culturas que aportam elevadas quantidades de resíduos com maior perenicidade tendem a melhorar o balanço de carbono e nitrogênio no solo (Sá, 1996). Na fase inicial de adoção do plantio direto observa-se maior necessidade de utilização de N devido ao processo de imobilização, em função da oferta de carbono ao sistema, proporcionando o aumento da atividade da biomassa microbiana. Após o quarto ano de implantação, parece ocorrer o início do restabelecimento do equilíbrio das transformações que ocorrem no solo, a medida em que a reposição dos resíduos culturais proporciona acúmulo na camada de 0-2,5 cm (Sá, 1993). Observa-se, após 9 a 12 anos de plantio direto, maior liberação de N ao sistema, com menor resposta à adubação nitrogenada (Sá, 1996). Daí, observa-se claramente que as gramíneas reduzem o rendimento do milho em relação ao uso das culturas latifoliadas e que este prejuízo pode ser minimizado se for dado um intervalo entre o manejo da cobertura e a semeadura do milho.
Considerações Finais
O cultivo de aveia como cultura de cobertura verde do solo no período inverno/primavera visando a produção de cobertura morta tem uma importância fundamental na manutenção do sistema de semeadura direta na região Sul do Brasil. No entanto, na busca de aumento da renda da propriedade agrícola há necessidade de utilizar econômicamente esta gramínea, sem prejudicar a manutenção de palha na superfície e a obtenção dos benefícios de melhoria das características físicas, químicas e biológicas do solo . Uma das alternativas da aveia é a utilização em pastejo rotacionado, evitando a compactação do solo através de pastejos temporários durante o dia e a retirada dos animais com uma antecedência mínima de 21 dias, antes da dessecação para o cultivo de soja em sucessão. Outra alternativa é a substituição do cultivo de aveia preta por cultivares de aveia branca com altos potenciais de rendimento. Estes cultivares desempenham a mesma função de cobertura verde e a melhoria das propriedades do solo. Usando a tecnologia disponível, é possível a obtenção de rendimentos médios superiores a 2400 kg/ha e a produção de uma resteva média superior a 3900 kg/ha. Apesar da menor quantidade de palha produzida quando comparado com o rendimento de biomassa seca da aveia preta manejada no estádio de floração plena, tem a mesma importância para o sistema de semeadura direta, pois apresenta maior relação C/N. Os grãos de aveia produzidos na propriedade, utilizando os solos no inverno, podem substituir integralmente o milho na alimentação de vacas leiteiras, ovinos e equinos e parcialmente na alimentação de suínos e aves a custos menores do que os grãos de milho, pois a colheita da aveia ocorre na entressafra daquele cereal.
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