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Agricultura de montanha: qualidade dos solos em sistemas agroflorestais sintrópicos
(Universidade Federal de Viçosa, 2020-11-04) Figueiredo, Luana de Pádua Soares e; Fernandes, Raphael Bragança Alves; Cardoso, Irene Maria
Os Sistemas Agroflorestais (SAFs) têm se destacado como uma estratégia na produção sustentável nos agroecossistemas tropicais, em especial quando associado à agricultura de montanha, e apresentando impactos positivos na conservação dessas áreas. Estudos sobre a qualidade do solo em SAFs são comuns, mas poucos são aqueles dedicados aos SAFS sob agricultura sintrópica. Diante do exposto, este estudo objetivou promover a sistematização de uma experiência de transição agroecológica para SAFs sintrópicos em uma propriedade de agricultura familiar localizada no entorno de uma Unidade de Conservação em área montanhosa e avaliar a qualidade dos seus solos. A cultura principal da propriedade é o cafeeiro, com produção voltada para um produto de maior qualidade. Especificamente objetivou i) compreender o contexto local, o histórico do uso e ocupação de uma propriedade rural, e o processo de transição agroecológica vivenciado; ii) identificar as espécies manejadas na propriedade nos diferentes sistemas sintrópicos conduzidos e suas funções para os agricultores; iii) identificar elementos orientadores para o uso da terra em regiões montanhosas; e iv) avaliar a qualidade física e química dos solos sob diferentes tipos de uso e manejo em ambientes montanhosos. Os tratamentos avaliados foram seis áreas de diferentes usos: três cafezais conduzidos em SAFs sintrópicos, com 4 anos (BIO 1), 3 anos (BIO 2) e 2 meses (BIO 3) de implantação; vegetação nativa (MATA) da Mata Atlântica; pastagem (PAST) e uma outra área vizinha de café convencional a pleno sol (CONV). Durante as visitas e por ocasião da sistematização, foram utilizadas a observação participante e conversas informais seguidas de anotações e relatorias, bem como a linha do tempo e a caminhada transversal, essas duas últimas técnicas de pesquisas do Diagnóstico Rural Participativo (DRP). A avaliação de indicadores físicos e químicos do solo foi conduzida por métodos de laboratório e campo. Para avaliar a qualidade física foram realizadas coletas amostras de solo na camada de 0 a 10 cm de profundidade para a avaliação da densidade do solo, macroporosidade e microporosidade, porosidade total, condutividade hidráulica e estabilidade de agregados. A resistência mecânica do solo à penetração (RP) foi avaliada até 40 cm de profundidade, com umidade e temperatura do solo sendo registrada de 10 em 10 cm de profundidade. As análises químicas de rotina foram realizadas em amostras de solo coletadas de 0 a 10 cm de profundidade. O carbono orgânico total (COT) e o estoque de carbono do solo foram avaliados até a 40 cm de profundidade. Os resultados indicaram que a transição agroecológica conduzida sob manejo sintrópico apresenta potencial para promover a conservação ambiental no entorno de Unidades de Conservação, proporcionando condições adequadas para a manutenção e o bem-estar da família dos agricultores, e aumentando a diversidade de espécies manejadas. Essa biodiversidade manejada pelos agricultores foi caracterizada pela presença de 19 espécies nos SAFs, em sua maioria com a finalidade de incremento do aporte de matéria orgânica para o solo. As áreas de SAFs sintrópicos mais antigas (BIO 1 e BIO 2) apresentaram maiores teores de matéria orgânica, maior estoque de carbono, e melhores indicadores químicos de fertilidade (saturação por bases, Ca, Mg e Al). Nessas mesmas áreas verificaram-se menor densidade do solo, maior volume de macroporos, e menor resistência do solo à penetração quando comparados às áreas CONV e PAST. Os resultados indicam o potencial do manejo agroflorestal sintrópico para a conservação de ambientes de montanhas que, associado com a produção de café de qualidade, são diferenciais ambientais e econômicos favoráveis para pequenos agricultores dessas regiões. Palavras-chave: Agricultura sintrópica. Física do solo. Transição agroecológica. Agricultura regenerativa. Coffea arabica.
Agroclimatic zoning for coffee crop in Angola
(Escola de Agronomia - UFG, 2018) Ngolo, Aristides Osvaldo; Fernandes Filho, Elpídio Inácio; Ferreira, Williams Pinto Marques; Fernandes, Raphael Bragança Alves
O Governo de Angola tem a intenção de recuperar sua alta produção de café da década de 1970, por meio de programas de financiamento agrícola direcionados especialmente aos agricultores familiares. Objetivou-se realizar o zoneamento agroclimático para a cultura do cafeeiro em território angolano. Dados ou estimativas de temperatura anual, precipitação efetiva e total, balanço hídrico climático e déficit de água anual foram avaliados para todos os 163 municípios angolanos. Os dados de precipitação efetiva e total foram utilizados para o zoneamento agroclimático da cultura do cafeeiro no país. Com o uso da precipitação efetiva, 1 %, 20 % e 79 % do território de Angola foram considerados adequado, marginal e inapto para o café Arábica, respectivamente, enquanto, para o café Robusta, esses mesmos percentuais foram de 1 %, 8 % e 91 %. Com a utilização da precipitação total, esses mesmos valores foram de 2 %, 27,5 % e 70,5 % para o café Arábica e 1 %, 11,8 % e 87,2 % para o Robusta. As áreas marginais e inaptas para a produção de café em Angola estão associadas às condições de déficit hídrico, principalmente na região sudoeste do país e ao longo da faixa costeira. Os resultados obtidos a partir do balanço hídrico climático indicam que a maior parte do território angolano é marginal ou inapta para a cultura do cafeeiro.
Classificação automatizada do uso e cobertura do solo utilizando imagem Landsat no Município de Araponga, MG
(Universidade Federal de Viçosa, 2009) Moreira, Gilberto Fialho; Fernandes, Raphael Bragança Alves; Universidade Federal de Viçosa
Planejar o espaço na busca de entender o presente com informações do passado, bem como projetar cenários futuros é de fundamental importância para a melhor gestão ambiental. Neste sentido, dentro de um programa mais amplo de monitoramento, a detecção da cobertura florestal - de forma ágil, rápida e eficiente - pode contribuir para uma melhoria na proteção e qualidade ambiental, principalmente, em municípios que se destacam por apresentarem biodiversidade relevante, em especial àqueles que são sede de alguma Unidade de Conservação (UC). O uso de imagens de satélite tem se intensificado nos últimos anos, e incrementa o arsenal de informações disponíveis sobre o meio natural. Entretanto, a maior parte da tecnologia disponível para a detecção automatizada, em especial os softwares utilizados, apresentam elevado custo financeiro de aquisição. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar novas tecnologias e metodologias de detecção automatizada da cobertura vegetal em imagens orbitais. Para tanto, foram executadas as classificações pelos métodos da Máxima Verossimilhança (MAXVER), das Redes Neurais Artificiais (RNA) e das Árvores de Decisão, utilizando-se de tecnologias de caráter gratuito e, ou, já disponíveis no Instituto Estadual de Florestas (IEF-MG). Essa iniciativa também visa contribuir na avaliação de novas soluções para os problemas e desafios relacionados ao mapeamento de cobertura vegetal enfrentados pelo setor de monitoramento ambiental do IEFMG, em especial pelo Centro de Estudos e Desenvolvimento Florestal, ligado à Gerência de Monitoramento e Geoprocessamento. Para a efetivação do presente projeto foram utilizados as bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 da cena 217/74 de imagens do sensor LandSat 5 TM (Thematic Mapper), tomadas em 16/11/2005 (verão), correspondente ao município de Araponga (MG), onde concentra-se a maior área do Parque Estadual da Serra do Brigadeiro (PESB). Essa mesma cena foi utilizada para a produção do documento: “Mapeamento da Flora Nativa e Reflorestamento de Minas Gerais” (MFNR-MG), atualmente um referencial para a gestão ambiental do Estado de Minas Gerais. Foram consideradas nesse estudo as seguintes classes de vegetação: Floresta Estacional Semidecídua, Floresta Ombrófila, Campo de Altitude, Pastagem, Café e Eucalipto. Para a classificação automatizada das imagens, inicialmente os dados foram preparados com os Sistemas de Informações Geográficas (SIG): Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas (SPRING) e ArcGis 9.0. Posteriormente, foi realizada a classificação das imagens pelos métodos de MAXVER e o das RNA’s. O SIG SPRING foi usado na classificação por MAXVER e, para as RNA’s, foi utilizado o software Stuttgart Neural Network Simulator (SNNS). Ao final dos trabalhos de classificação, adicionalmente foi realizada uma comparação com os resultados alcançados no MFNR-MG, no qual outro método de classificação, o de Árvores de Decisão, foi empregado em seu procedimento de análise. Os resultados obtidos indicaram que a metodologia por MAXVER, por mais que tenha gerado confusão entre algumas classes por considerar somente o valor da reflectância, o que dificultou ou mesmo impediu a diferenciação entre algumas tipologias vegetacionais, em especial, entre campo de altitude e afloramentos rochosos; e entre eucalipto e floresta semidecídua, apresentou um bom resultado, atingindo um desempenho geral de aproximadamente 80%. A classificação efetuada por RNA’s também não distinguiu efetivamente todas as classes pretendidas, mesmo considerando o plano de informação altitude, segundo fornecido pelo modelo de elevação do terreno. A comparação, dos classificadores testados no presente trabalho com a metodologia adotada no MFNR-MG indicou diferenças expressivas na quantificação das coberturas vegetacionais da área estudada, em especial quanto à formação Florestal Ombrófila, a qual se apresentou bem mais evidente nas classificações aqui executadas (MAXVER e RNA). Embora a metodologia de RNA’s seja amplamente aceita como a mais adequada para a classificação de imagens de satélites, a complexidade e o tempo demandado na preparação dos materiais, bem como os vários procedimentos de tentativa e erro requeridos para sua execução dificultam ou mesmo restringem sua utilização, principalmente na demanda comercial. Por sua vez, dada a simplicidade e os resultados alcançados, a classificação por MAXVER desponta como uma opção mais viável em muitas situações, tais como às classes que não são distinguidas por algum outro fator que não seja a reflectância da imagem utilizada. No entanto, as duas metodologias aqui testadas (RNA e MAXVER), bem como a utilizada no MFNR-MG, não apresentaram bons resultados para as duas classes de cobertura vegetal exótica pretendida neste trabalho (eucalipto e café).
Diversidade microbiana e microbiota solubilizadora de fosfato em solos de cafezais orgânicos em sistemas agroflorestais e a pleno sol
(Universidade Federal de Viçosa, 2017) Silva, Nina Morena Rêgo Muniz da; Fernandes, Raphael Bragança Alves
Em solos tropicais, os micro-organismos solubilizadores de fosfatos desempenham papel relevante, uma vez que a maior parte do P encontra-se indisponível para a absorção, limitando o crescimento das plantas. Nesse contexto, os sistemas agroflorestais, pelo favorecimento à maior quantidade e diversidade de micro- organismos no solo quando comparados com a monocultura apresentam potencial de proporcionar mais P disponível para as culturas agrícolas, reduzindo as perdas de P para as formas não lábeis. Assim, o trabalho teve como objetivos avaliar a dinâmica e diversidade de comunidades microbianas totais e solubilizadoras de fosfato em solos de cafezais agroecológicos orgânicos composto por SAF e monocultivo (Capítulo 1), e avaliar o potencial de solubilização de diferentes fontes de P por grupos de micro-organimos naturalmente presentes nesses manejos agroecológicos (Capítulo 2). Os tratamentos avaliados foram três diferentes manejos de cafezais agroecológicos da Mata-MG (Coffea arábica L., variedade Catuaí vermelho): cafezal em sistema SAF, com adubação de cama de frango (SAF CF ); cafezal a pleno sol, com adubação de cama de frango (PS CF ) e cafezal em sistema SAF com adubação natural (SAF NA ). Os solos foram analisados quanto à caracterização química, assim como quanto ao fracionamento sequencial de P, contagem da microbiota total cultivável e da microbiota solubilizadora de fosfato, e a análise da diversidade genética das populações de bactérias e fungos. Também realizou-se a avaliação do potencial de solubilização de diferentes fontes inorgânicas de P (Ca 3 (PO 4 ) 2 , AlPO 4 , FePO 4 e fosfato natural de Araxá), a atividade 8enzimáticas das fosfatases ácidas e alcalinas. Maior concentração de bactérias em relação ao de fungos foi observada tanto na contagem dos micro-organismos totais, quanto da microbiota solubilizadora, porém os fungos tendem a apresentar maior eficiência na solubilização. A diversidade microbiana foi maior nos cafezais sob SAF. Micro-organismos solubilizadores de P foram identificados em todos os tratamentos e representaram 1,2; 0,9; 3,2% das bactérias totais para SAF CF , PS CF e SAF NA , respectivamente. Para os fungos esse valor chegou a 30% em SAFNA e em torno de 2,5% para SAF CF e PS CF . Conclui-se que os fungos solubilizadores de P demonstraram ser sensíveis ao tipo de manejo utilizado. O potencial de solubilização de fontes inorgânicas e natural de P pela microbiota nativa do solo não foi influenciado de forma significativa pelos diferentes manejos analisados. Porém as fontes de P utilizadas interferiram, seguindo a tendência decrescente das médias Ca 3 (PO 4 ) 2 > AlPO 4 > FePO 4 > P-Araxá, confirmando que os mecanismos da solubilização de fosfato dependem tanto das espécies de fungos e bactérias quanto das diferentes fontes de fosfato. Nas análises das atividades enzimáticas em todos os tratamentos as atividades da fosfatase ácida foram maiores que a alcalina. Os cafezais sob SAFs apresentaram as maiores concentrações de P, sendo o SAF orgânico em torno de duas vezes mais que o SAF com adubação natural, o que pode estar associado à idade do sistema, onde sistemas mais velhos tendem a ter maiores concentrações de P-soma. A maior fração foi a de P-residual, que foi a única que diferiu estatisticamente entre os tratamentos, sendo maior nos cafezais sob SAFs. Os resultados encontrados aqui sugerem que a microbiota do solo possui capacidade na solubilização de fontes insolúveis de fosfato, utilizando diferentes mecanismos.
Nitrato e amônio na solução de solo sob diferentes usos agrícolas
(Universidade Federal de Viçosa, 2012-02-15) Isminio, Paúl Lama; Mendonça, Eduardo de Sá; Fernandes, Raphael Bragança Alves
A lixiviação de nitrato pode causar poluição das águas superficiais devido à adição de fertilizantes nitrogenados, gerando também perdas econômicos ao agricultor. O presente trabalho teve como objetivo determinar a lixiviação de nitrato e amônio após adição de N-uréia em diferentes sistemas de uso do solo: Café Sistema Agroflorestal (SAF), Café Pleno Sol (CPS) e Sistema pastagem (SP), comparados com a Mata Secundaria (M). O experimento foi conduzido em delineamento experimental inteiramente casualizado organizado em esquema fatorial 1 + (3x2), sendo a Mata Secundaria como referência e três sistemas agrícolas, com duas doses de N-uréia (50 e 200 kg ha-1) no SP e duas doses de N-uréia (200 e 450 kg ha-1) no SAF e CPS, com três repetições. O experimento foi realizado na propriedade de agricultor familiar, no município de Araponga - Zona da Mata de Minas Gerais, num solo Latossolo Vermelho Amarelo de textura argilosa. Para a coleta da solução de solo se instalou, nas profundidades de 0,2 e 0,6 m, extratores de cápsulas porosas de cerâmica, as soluções de solo foram coletadas depois de cada ocorrência de chuva e levadas ao laboratório para o analises de NO3- e NH4-. No final do experimento os conteúdos acumulados de NO3-, com alta doses de N-uréia, na profundidade de 0,6 m foram: 2,18 mg/835,67 ml de solução de solo no SP; 13,28 mg/494,67 ml de solução de solo no SAF e 23,6 mg/729,33 ml de solução de solo no CPS. Não houve efeito de dose de N-uréia dentro dos sistemas. Conclui-se que A reduzida perda de NO3- no SP, SAF e CPS, na profundidade de 0,6 foi associada ao maior teor de argila do solo e não pela influencia do sistema de manejo e que as aplicações de altas doses de N na cultura de café baixo as condições estudadas, não são um risco de contaminação do lençol freático pela lixiviação do NO3- e NH4+.
Produtividade, qualidade do solo e aspectos microclimáticos em sistema agroflorestal de cafeeiro e macaúbas
(Universidade Federal de Viçosa, 2015-02-27) Moreira, Sandro Lucio Silva; Fernandes, Raphael Bragança Alves
O Brasil é o maior produtor mundial de café, mas tendo em vista as mudanças climáticas previstas, associadas à elevação da temperatura do ar e à menor disponibilidade hídrica, bem como à utilização de práticas agrícolas inadequadas, a redução da produtividade do cafeeiro é um risco potencial, com sérios impactos à cafeicultura nacional. Neste contexto, a utilização de sistemas agroflorestais (SAFs) têm ganhando destaque como estratégia para minimizar os efeitos das mudanças climáticas sobre o cafeeiro, além de contribuir para a melhoria da qualidade do solo e ainda proporcionar renda mais estável ao agricultor. Por sua vez, a macaúba (Acrocomia aculeata) tem despertado recente interesse por ser uma palmeira nativa de florestas tropicais tipicamente brasileiras, por proporcionar diferentes produtos ao agricultor e ainda apresentar grande potencial de utilização como biocombustível. Entretanto, para o uso destas palmeiras em SAFs com cafeeiro torna-se necessário entender melhor as interações entre estas duas espécies vegetais, para a definição, dentre outras variáveis, do espaçamento ideal entre as mesmas e densidade de plantio das macaúbas, visando alcançar os ganhos ambientais desejados e, minimamente, a manutenção da produtividade do cafeeiro em níveis econômicos satisfatórios. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar, em condições de campo, a influência de SAFs com macaúbas na produtividade, nos aspectos microclimáticos e na qualidade física do solo de uma área cultivada com café na Zona da Mata de Minas Gerais. Para isso, promoveu-se o monitoramento da umidade e temperatura do solo, temperatura do ar, e radiação fotossinteticamente ativa (RFA) em diferentes épocas do ano, bem como a caracterização da qualidade física do solo e a quantificação da produtividade e o rendimento do cafeeiro. Os resultados obtidos indicaram que o SAF altera o microclima do cafezal, reduzindo a temperatura máxima do ar e a RFA global, bem como a disponibilidade da RFA. A densidade de plantio das macaúbas e a distância das mesmas em relação aos cafeeiros em sistema de consórcio afetou o regime termo-hídrico do solo. Em comparação com o cultivo tradicional a pleno solo, os SAFs de café com macaúba proporcionaram maior rendimento de café beneficiado por área, sendo o maior incremento de produtividade da cultura verificado quando as palmeiras foram localizadas a 4,2 m de distância dos cafeeiros. A densidade das macaúbas na linha de plantio não afetou o rendimento e nem a produtividade do cafeeiro. Considerando todas as variáveis avaliadas, a maior produtividade do cafeeiro esteve relacionada à maior umidade do solo na camada de 20-40 cm, a maior disponibilidade da RFA global e as temperaturas máximas do ar menores do que 30°C.
Structure of AMF community in an agroforestry system of coffee and macauba palm
(Instituto de Florestas da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 2021) Prates Júnior, Paulo; Moreira, Sandro Lucio Silva; Jordão, Thuany Cerqueira; Ngolo, Aristides Osvaldo; Moreira, Bruno Coutinho; Santos, Ricardo Henrique Silva; Fernandes, Raphael Bragança Alves; Kasuya, Maria Catarina Megumi
Coffee crop in Brazil is typically grown as a monoculture. However, we hypothesized that agroforestry system is favorable association for arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), affecting its community structure and potentially impacting crop productivity and agroecosystem health. This study evaluated how the microclimate, soil depth, macauba field spacing and distance between coffee plants and palms affect the structure of the AMF community. The structure of the AMF community was influenced by the soil depth, microclimate features, soil moisture, maximum air temperature, and photosynthetically active radiation (PAR). The distance at which coffee-macauba influences ecological diversity indices of AMF, and higher diversity are related to the proximity between plants. AMF diversity (Richness and Shannon) in the agroforestry system exceeded that observed in the full-sun coffee in the 0-20 soil depth layer. Our results showed that the microclimate, soil depth, plant density, and distance between coffee from macauba affected the AMF community structure.
Ureia de liberação controlada, sombreamento e pegada hídrica na cafeicultura
(Universidade Federal de Viçosa, 2018-08-31) Silva, Laís Maria Rodrigues; Fernandes, Raphael Bragança Alves; Assis, Igor Rodrigues de; Rocha, Genelício Crusoé
O setor do agronegócio nacional é um dos grandes responsáveis pelos superávits da balança comercial brasileira. Esse setor enfrenta vários desafios, dentre os que estão por vir, destacam- se os efeitos das modificações climáticas devidas a causas naturais ou antropogênicas e previstas por vários pesquisadores. Essas potenciais mudanças do clima têm requerido o incremento de estudos em diversos setores da economia, mas encontra especial importância no setor agropecuário, visto que a atividade é direta e severamente afetada por alterações no regime climático. Um dos produtos de destaque nas exportações brasileiras é o café. A cultura apresenta grande susceptibilidade ao aumento das temperaturas e modificações no padrão das precipitações, além de requerer para a alta produção grande investimento na aquisição de insumos agrícolas. Diante deste cenário, dois experimentos foram conduzidos visando avaliar as perdas de fertilizantes nitrogenados e formas de sua redução, bem como avaliar a dinâmica termo-hídrica do solo na cultura cafeeira em um cenário que o sombreamento possa ser utilizado como medida mitigadora dos efeitos das mudanças climáticas. Ambos os experimentos foram realizados na mesorregião da Zona da Mata, importante região cafeeira de Minas Gerais. Especificamente no primeiro experimento objetivou-se avaliar das perdas por lixiviação a partir da utilização de duas fontes de ureia (convencional e de liberação controlada), bem como duas formas de aplicação (parcelada e não parcelada). No segundo experimento, objetivou-se avaliar a dinâmica da umidade e do regime térmico de solo cultivado com duas variedades de cafeeiro, em duas condições de radiação (a pleno sol e com manejo de sombra). Adicionalmente neste experimento avaliou-se a pegada hídrica do café beneficiado. Os resultados indicaram que a ureia de liberação controlada em dose única (sem o parcelamento) é capaz de reduzir efetivamente a lixiviação de nitrogênio. Por outro lado, a utilização de ureia convencional em três aplicações também é eficiente na redução das perdas por lixiviação, embora implique em maior gasto de mão de obra. O manejo de sombra comprovou ser uma alternativa minimizante para os impactos proporcionados pelas mudanças climáticas, uma vez que levou a redução da temperatura e da evapotranspiração da cultura do cafeeiro de ambas as variedades avaliadas. Para uma das variedades de cafeeiro após dois anos do manejo de sombra implantado, entretanto, a sombra causou redução da produtividade. Mesmo com a redução da temperatura e da evapotranspiração, a pegada hídrica foi maior no cultivo sombreado do que ao pleno sol, impulsionada pela redução na produtividade das plantas submetidas ao sombreamento.
Water footprint of Arabica coffee from “Matas de Minas” under shade management
(Universidade Federal de Viçosa, 2022-07-22) Silva, Laís Maria Rodrigues; Ribeiro, Marcelo de Freitas; Ferreira, Williams Pinto Marques; Rocha Junior, Paulo Roberto da; Fernandes, Raphael Bragança Alves
Studies related to climate change and agricultural value chains have in common the growing concern on conserving water resources. Thus, the concept of the water footprint stands out, which measures the amount of water (in volume) necessary to produce a unit (in mass) of a given product. Among Brazilian agricultural activities, coffee farming emerges as one of the most important, even though the crop is sensitive to potential climatic changes, especially to the increase in temperature and periods of drought. An alternative to mitigate the effects of climate change is shade management, which is common in agroforestry systems. Therefore, the objective of this study was to evaluate the influence of shade management on the water footprint of coffee activity in the region of “Matas de Minas”. The water footprint was calculated for the field and product processing phase. Despite reducing the evapotranspiration of the coffee plant, shade management provided an increase in the water footprint, since it decreased the crop yield. The water footprint data obtained are expressive, with a calculated value of 13,862 m3 t-1 for full sun management and 16,895 m3 t-1 for shade management, in which both are the most recommended for the agricultural sector.