Distinção entre compactação e estado e compactação

A compactação é a ação de compactar. Diferentemente, estado de compactação é quão compactado está o solo. A compactação só pode ser medida quando há movimento de partículas sólidas para posições mais próximas umas das outras, com consequente diminuição do espaço poroso do solo. Ao contrário, o movimento de partículas tem que cessar para a medição do estado de compactação, porque ele é um retrato estático do arranjo das partículas no solo. A diferença desses dois conceitos fica mais perceptível se nos referirmos a eles usando a densidade do solo, que representa a massa de partículas sólidas contida em um dado volume de solo. A taxa de mudança da densidade no tempo (dinâmico) é uma medida de compactação; o valor de densidade num instante de tempo (estático) qualquer é uma medida do estado de compactação (Figura 1).

A confusão enorme presente na comunicação oral e escrita exige esse esclarecimento. Usa-se muito a expressão “diminuição da compactação” com intenção de expressar “diminuição do estado de compactação”, o que é um equívoco conceitual. O equívoco é análogo a dizer que a “diminuição da velocidade de semeadura” “diminui a área semeada” (no final do dia haveria menos área semeada do que havia no início do dia). No seu curso, a compactação pode aumentar ou diminuir, mas o estado de compactação sempre aumenta (Figura 1). Portanto, diminuir a compactação significa continuar compactando e aumentando o estado de compactação, porém a uma taxa menor. Os mesmos cuidados devem ser tomados em relação à descompactação, de modo que as falas reflitam precisamente o que acontece (Figura 1). Em síntese, é preciso haver clareza que a “diminuição do estado de compactação” é causada pela descompactação e nunca pela “diminuição da compactação”.

Considerando os apontamentos feitos nos parágrafos anteriores, fica claro que para expressar a condição que o solo está em decorrência de ter sofrido compactação ou descompactação, o conceito inequívoco é “estado de compactação”. As palavras “nível” ou “grau”, seguidos de “compactação”, formam uma expressão que, embora possa ser interpretada como a intensidade com que se manifesta a compactação, a ideia de “estado” é o significado mais usual transmitido com o uso de “nível de compactação” e “grau de compactação”. Assim, neste texto, “estado”, “nível” ou “grau” de compactação são usados como sinônimos.

Todos os solos sob plantio direto estão compactados

Para dizermos o quanto um solo está compactado é preciso um referencial de compactação zero. Contudo, o nível de compactação zero não é uma característica que pode ser identificada nos solos, como um referencial absoluto e universal inquestionável. Diante desta dificuldade, os pesquisadores estabelecem um nível de compactação de referência (o solo já está com algum grau de compactação) ao qual são comparados outros níveis de compactação para dizerem qual é o grau ou estado relativo de compactação do solo. O resultado relativo será sempre um grau de compactação maior que zero. Portanto, todos os solos em lavouras de plantio direto estão com certo grau de compactação (estão compactados); todos estão mais ou menos compactados.

Se a premissa “o solo das lavouras está compactado” é verdadeira, então o argumento “as plantas produzem bem em solo compactado” é tão válido quanto o argumento “as plantas produzem mal em solo compactado”, pois, no campo, sempre o solo está compactado e encontramos ambos os comportamentos de planta que sustentam esses dois argumentos. Contudo, um é falso na situação em que o outro é verdadeiro (são excludentes). Se um argumento válido é usado em situação inapropriada ele vira uma falácia. O descuido em relação a isso desqualifica muitas opiniões sobre compactação do solo. Outro descuido argumentativo surge quando se diz que “a compactação do solo afeta a produção de plantas”. Além de ser vago (afeta pode significar aumento, diminuição, eliminação, surgimento), esse argumento é falso nas situações em que não há mudança na produção das plantas causada por compactação. Mais do que tomar cuidado para evitar generalizações vagas com esses três argumentos (“as plantas produzem mal em solo compactado”, “as plantas produzem bem em solo compactado”, “a compactação do solo afeta a produção de plantas”) é preciso buscar os fatos que os sustentam ou neguem, na conjuntura em que eles são proferidos, e que tenham valor aplicável na prática de manejo das lavouras.

Consequências óbvias e menos evidentes da compactação do solo

Assim como não é possível afirmar que um solo não está compactado é irrelevante dizer o quanto ele está compactado sem tentar conectar o nível de compactação com suas possíveis consequências. Algumas consequências do aumento do nível de compactação são óbvias e extensivamente comprovadas pelas pesquisas. Por exemplo, se há compactação podemos garantir que haverá aumento da densidade e diminuição da porosidade total do solo. Exceto em casos particulares, também podemos afirmar que, em um dado conteúdo de água (por exemplo, no conteúdo de água de capacidade de campo), quanto mais compactado estiver o solo menor será o fluxo de gases e água, maior será a resistência mecânica e a capacidade de suportar cargas do solo. Embora esses aspectos sejam bem conhecidos, o padrão de resposta das plantas à compactação do solo ainda é um tema cheio de incertezas, desafiador para os pesquisadores, mas muito relevante para todos os que atuam na agricultura ou que são impactados por ela.

A parte aérea e as raízes mostram melhor do que o rendimento de grãos o nível de compactação que começa afetar as plantas. Essa é uma tendência bem consistente (não regra) apontada pelas pesquisas. As plantas crescem mais lentamente, acumulando menor massa de raízes e de parte aérea quando houverem restrições no solo. Porém, o rendimento de grãos nem sempre é afetado em proporção igual à restrição nas raízes e na parte aérea, sendo às vezes nada afetado. A ocorrência desse fato é comum no conjunto de pesquisas já realizadas. Contudo, o interesse principal do agricultor é saber se há um nível de compactação que é crítico para o rendimento grãos. Além disso, o agricultor gostaria de saber quanto decresce o rendimento de grãos se o nível de compactação ultrapassar o nível crítico. Buscar respostas para essas questões requer um olhar abrangente sobre dados de pesquisas, a fim de identificar algum padrão ou tendência, considerando também a confiabilidade ao se usar tendências para expressar a relação da compactação do solo com rendimento de grãos.

As pistas extraídas de pesquisas e que apontam para o nível crítico de compactação

As pistas são apenas tendências não muito claras. Essa é uma informação desanimadora para quem quer explicações sobre se e quanto a compactação afeta o rendimento de grãos, mas é o que se pode dizer objetivamente considerando conjuntos amplos de resultados de pesquisa como os mostrados na figura 2. A figura 2 foi elaborada com 134 dados de rendimento relativo (incluem as culturas de arroz, trigo, soja, milho e feijão) e densidade relativa, obtidos de 17 pesquisas, listadas no rodapé da figura e na lista de referências. Em cada experimento, o rendimento relativo foi calculado dividindo-se o rendimento de grãos de cada unidade experimental pelo maior rendimento do experimento, e o resultado foi multiplicado por 100 para ser expresso em porcentagem. A densidade relativa foi calculada dividindo-se a densidade do solo dos experimentos pela densidade máxima que seria obtida para esses solos em um teste de compactação de Proctor. Foi usada a densidade do solo da camada de 30 cm dos experimentos, onde se verificava maior diferença entre os níveis de compactação. O uso do rendimento relativo e da densidade relativa possibilita agrupar o rendimento de grão de espécies diferentes e com magnitudes diferentes, bem como os níveis de compactação de solos diferentes, permitindo identificar o efeito relativo da compactação sobre o rendimento de grãos considerando todo o conjunto de dados.

Nesse conjunto de dados é possível identificar duas tendências. A faixa 1 de densidade relativa permite que o rendimento de grãos possa chegar a 100%, enquanto que a faixa 2 de densidade relativa força o rendimento de grãos a se afastar progressivamente de 100% à medida que vai aumentado a densidade relativa. Pelo fato de ambas as faixas serem tendências e não certezas, o limite que as separa mostra também uma tendência de que nesta posição “orbita” o nível crítico de compactação. Em se tratando de tendências, fica evidente na figura 2 que o rendimento relativo pode ser menor antes do que depois de do nível crítico de compactação estabelecido a partir da tendência, embora haja mais chance de ser menor depois do nível crítico. É esta incerteza que existe em torno de um nível crítico de compactação fixado para um solo que dificulta sua proposição e também seu uso como guia para recomendar descompactação do solo.

Uma informação relevante para subsidiar a decisão de descompactar é saber quanto decresce o rendimento de grãos se o nível de compactação ultrapassar o nível crítico estabelecido. A relação matemática obtida da regressão do rendimento relativo com a densidade relativa da faixa 2 (Figura 2) indica que há queda de aproximadamente 21% no rendimento relativo para cada 0,1 de aumento na densidade relativa (Figura 3). Por exemplo, 0,1 representa uma variação de 0,97 a 0,98 na densidade relativa, que corresponderia a um aumento na densidade do solo de 1,35 para 1,37 g cm^-3 em um solo com 70 % de argila (semelhante ao latossolo de Ijui-RS), de 1,62 para 1,64 g cm^-3 em um solo com 30 % de argila (semelhante ao latossolo de Cruz Alta-RS) e de 1,74 para 1,76 g cm^-3 em um solo com 15 % de argila (semelhante ao argissolo de Santa Maria-RS). Contudo, é importante considerar que a confiança na associação estatística da figura 3 (R² = 0.09) é baixíssima. Podemos depositar apenas 9% de confiança na afirmação de que há queda de aproximadamente 21% no rendimento relativo para cada 0,1 de aumento na densidade relativa. Portanto, o risco de recomendar descompactação e não haver ganho em rendimento de grãos é relativamente grande.

Mesmo que as incertezas sejam grandes é útil saber em qual das faixas se enquadraria o solo de uma lavoura, pois cada faixa representa uma tendência diferente no que se refere ao efeito da compactação no rendimento de grãos. Para isso, as densidades do solo da faixa 1 e 2 (Figura 2) foram relacionadas com o correspondente teor de argila (Figura 4). Apenas nos dados da faixa 2 traçamos uma linha de regressão, pois neles houve boa associação entre densidade do solo teor de argila, e uma única linha serve para balizar a separação entre as faixas. Se o produtor conhecer o teor de argila de sua lavoura e medir a densidade do solo dela, ele pode verificar se a densidade se posiciona nas faixas 1 ou 2 e isso lhe dá uma ideia de qual das tendências de rendimento de grãos tem mais chance de acontecer na lavoura. Se a densidade do solo estiver na faixa 1, a chance de haver aumento no rendimento de grãos com descompactação é mínima; se estiver na faixa 2, a chance aumenta progressivamente com o afastamento da densidade para posições acima da reta de regressão.

Outra pista apontando para o nível crítico de compactação foi apresentada por Reinert et al. (2006), que compilaram resultados de seis pesquisas, reunindo dados de densidade do solo nos quais pelo menos uma das variáveis crescimento de raízes, parte aérea ou rendimento de grãos foi prejudicada. Os autores denominaram de críticos esses valores de densidade e relacionaram eles com as respectivas porcentagens de argila dos solos (Figura 5). Comparando a equação obtida pelos autores, que relaciona a densidade com porcentagem de argila, com a equação resultante dos dados da faixa 2 (Figura 4), que também relaciona a densidade com porcentagem de argila, percebe-se grande semelhança entre elas. A declividade da reta é semelhante (-0,0071 e -0,0073). A pequena diferença está no valor que a reta cruza o eixo Y (1,8614 e 1,9093), que faz com que a reta da equação obtida por Reinert et al. (2006) (Figura 3) esteja apenas 0,0479 abaixo da reta da equação obtida com os dados da faixa 2 (Figura 2). Ambas as pistas estão apontando para níveis críticos de compactação semelhantes, mas nenhuma delas pode indicar qual a frequência e a magnitude de prejuízo na produção de grãos causado pela compactação.

Níveis críticos de compactação acontecem em diferentes níveis de compactação

Um nível de compactação crítico não é um parâmetro ou uma característica do solo. São as plantas no contexto do cultivo (espécies, cultivares, condições meteorológicas, nível tecnológico da lavoura) que mostram o nível de compactação no qual acontecerá mudança de uma resposta biológica (crescimento de raízes, parte aérea, rendimento de grãos). Se muda o contexto pode mudar o nível crítico de compactação sem que o estado de compactação do solo tenha mudado. Por exemplo, a magnitude da resistência mecânica do solo diminui se o solo fica mais úmido ou aumenta quando o solo perde água. O conteúdo de água no solo depende do balanço entre precipitação e evapotranspiração, que são condições meteorológicas. Portanto, o mesmo estado de compactação é percebido pela planta de maneira diferente em condições meteorológicas diferentes.

A interferência de diferenças de condições meteorológicas e de outros fatores na mudança do nível crítico de compactação apontado pelas plantas pode ser percebida quando esses níveis críticos provenientes de diferentes pesquisas são comparados entre si. Um recorte de dados de pesquisa com soja mostra que o nível de compactação que coincide com o rendimento relativo de 95% pode mudar em um mesmo solo (Figura 6). Antes de detalhar a figura é importante esclarecer que ela foi gerada usando dados de pesquisa nas quais o rendimento de grãos teve relação parabólica com a compactação (é o mais comum), semelhante a um arco aberto para baixo. O topo do arco corresponde ao 100% de rendimento relativo. Se uma reta horizontal for traçada 5% abaixo do topo, essa reta corta o arco em dois pontos onde o rendimento relativo é 95%. A parte da reta entre os dois pontos corresponde à região de compactação em que o rendimento relativo é igual ou maior que 95%. Essa região foi representada pelas barras azuis. Nas outras regiões (representadas pelas barras vermelhas), o rendimento relativo é menor que 95%.

Seja usando densidade do solo (Figura 6a) ou resistência à penetração (Figura 6b) para expressar quantitativamente o nível de compactação do solo, podemos perceber alguns agravantes para converter essas medições em recomendações de manejo. Um deles é que esse tipo de nível de compactação apresentado nas figuras é definido arbitrariamente. Foi considerado 95%, mas poderia ser outro valor, sendo uma escolha do produtor ou pesquisador. Outro agravante é que os níveis inferior e superior podem estar distantes um do outro. Sendo assim, entre eles existe uma faixa ampla de compactação na qual a planta produz satisfatoriamente bem e, consequentemente, não há porque recomendar descompactação. Mas o principal agravante é que esses níveis são instáveis, ou seja, o estado de compactação de um solo no qual o rendimento de grãos é maior ou menor que 95% pode mudar entre os diferentes cultivos, ilustrando que o mesmo estado de compactação é percebido pela planta de maneira diferente em condições meteorológicas diferentes. Uma suposição razoável é que esse panorama (Figura 6) com a cultura da soja tenderia a ser mais obscuro para extrair uma recomendação de descompactação se ele for construído em uma lavoura que é cultivada com diferentes espécies como trigo, soja e milho. As sobreposições de faixas de rendimento relativo <95% com faixas de rendimento relativo ≥95% geraria muita dúvida para Figura 7. Carga suportada por um Argissolo com grau de saturação por água entre 31 a 45%, em diferentes densidades (a), e taxa de infiltração estável de água (TIE) em Latossolo medida em diferentes momentos após a escarificação (b). Adaptado de Silva et al. (2002) e Drescher et al. (2016). recomendar descompactação. Mesmo que o olhar pensando em descompactação seja focado no limite da direita do intervalo das barras azuis, posição em que está havendo redução do rendimento com o aumento do estado de compactação, o “farol vermelho” para “frear” a compactação se acenderia em diferentes valores de densidade ou resistência à penetração em um mesmo solo.

Desvantagens da descompactação mecânica

A decisão de descompactar o solo com uso de aração, escarificação ou subsolagem deve levar em conta desvantagens decorrentes desta prática. Uma consequência inevitável é a perda de carbono do solo para a atmosfera, que é altamente indesejável porque vai na contramão dos esforços de aumentar o estoque de carbono no solo como estratégia de enfrentamento do aquecimento global. Outra consequência inevitável é que o solo fica mais suscetível à compactação depois de ser descompactado. Sua capacidade de suportar cargas decresce acentuadamente com o decréscimo da densidade (Figura 7a). Se a estrutura do solo descompactado não for fortalecida rapidamente por mecanismos biológicos, que dependem de alto e continuado aporte de biomassa vegetal, e se houver manutenção do padrão de tráfego, a reconsolidação e recompactação do solo são consequências rápidas e inevitáveis. Juntamente com a reconsolidação e recompactação vão sendo perdidos os benefícios promovidos pela descompactação. Usando, como exemplo, a taxa de infiltração medida em latossolo em diferentes momentos após a escarificação (Figura 7b), observase que mais de 2/3 da melhoria da infiltração promovida pela escarificação foi perdida em 12 meses, e praticamente todo o benéfico foi perdido após 24 meses. Outras preocupações ainda pouco elucidadas pelas pesquisas é que (i) o custo financeiro da descompactação pode não ser compensado se ela não promover aumento suficiente no rendimento de grãos e (ii) a descompactação pode intensificar a erosão se práticas complementares de proteção do solo não forem implementadas.

Oportunidades com a descompactação mecânica

A descompactação mecânica do solo pode ser útil mesmo se não proporcionar aumento imediato do rendimento de grãos. Ela pode ser uma oportunidade para promover outras melhorias no solo, que a médio ou longo prazo se refletirão em melhor e mais estável desempenho dos cultivos agrícolas.

- Correção química do solo em profundidade

Há vários relatos sobre a existência de gradiente químico significativo em áreas de plantio direto. Nos primeiros 10 a 15 cm superficiais do solo há pouco ou nenhum problema químico, graças às aplicações superficiais de corretivos e fertilizantes. Contudo, abaixo desta camada, pH baixo, excesso de alumínio e deficiência de nutrientes são frequentemente diagnosticados. Com o revolvimento do solo há oportunidade de aprofundar no perfil do solo a aplicação de corretivos e fertilizantes, corrigindo problemas de pH, excesso de alumínio e deficiência de nutrientes até a profundidade de mobilização do solo.

- Uso maior do potencial de sequestro de carbono

O potencial de sequestro de carbono no solo depende da profundidade do perfil do solo, de quanto carbono ainda falta para saturar o solo e do aporte de carbono ao longo do perfil de solo. Na porção superficial do solo, com maior teor de carbono, a capacidade de estocar mais carbono é bem menor em relação às partes mais profundas do perfil, onde geralmente há menos carbono estocado. Para otimizar o uso dessa capacidade de o solo sequestrar carbono da atmosfera é preciso promover o aprofundamento de raízes no perfil de solo. E para essa finalidade, a descompactação é uma ótima oportunidade para eliminar impedimentos físicos e possibilitar também a eliminação de impedimentos químicos ao aprofundamento de raízes no perfil de solo. Importante ressaltar que, como há perda de carbono do solo para a atmosfera após revolvimento, a biomassa vegetal produzida e deixada no local após revolvimento deve adicionar carbono a mais do que foi perdido para que o revolvimento seja vantajoso.

Problemas de compactação são minimizados com aumento da saúde do solo

Assim como a saúde de uma pessoa é avaliada considerando como ela exerce funções físicas (saúde física) e mentais (saúde mental), saúde do solo também é avaliada considerando como ele exerce suas funções no ambiente. Importante ressaltar que a produção de alimentos é apenas uma das muitas funções do solo. Otimizar esta função prejudicando outras, como as funções de degradar contaminantes, purificar a água, sequestrar carbono, regular o clima, hospedar diversidade de organismos, ciclar nutrientes e regular enchentes é degeneração e não melhoria da saúde solo. Uma pessoa é saudável quando tudo funciona bem, do contrário ela está doente. Por analogia, solo cumprindo mal alguma função é solo doente. Quanto mais doentes estiverem os solos menos sustentável se espera que seja a agricultura realizada sobre eles, mesmo que momentaneamente ela seja produtiva.

No conjunto dos 17 objetivos e 169 metas de desenvolvimento sustentável da Agenda 2030 das Nações Unidas (https://nacoesunidas.org/pos2015/agenda2030/), a melhoria da saúde do solo é demanda imprescindível (“garantir sistemas sustentáveis de produção de alimentos e implementar práticas agrícolas resilientes, que aumentem a produtividade e a produção, que ajudem a manter os ecossistemas, que fortaleçam a capacidade de adaptação às mudanças climáticas, às condições meteorológicas extremas, secas, inundações e outros desastres, e que melhorem progressivamente a qualidade da terra e do solo”). Se um conjunto de ações como diminuir mobilização do solo, aumentar o conteúdo de matéria orgânica, manter o solo coberto, reduzir erosão e garantir a rotação de culturas for efetivado, a descompactação é uma consequência natural decorrente da melhoria que haverá na saúde do solo. O desafio de recomendar descompactação, ora presente em solos doentes, será irrelevante em solos saudáveis.