Capacidade de suporte de carga de um Latossolo após três décadas de diferentes manejos de plantas invasoras em uma lavoura cafeeira

Abstract

O café é uma das principais commodities produzidas no Brasil e o controle de plantas invasoras é uma das práticas de manejo mais intensivas, devido à sua contribuição tanto na produtividade agrícola quanto no impacto ao ambiente. Neste contexto, este estudo foi realizado com os objetivos de: i) avaliar como diferentes manejos de plantas invasoras em uma lavoura cafeeira influenciam os atributos densidade do solo, carbono orgânico e capacidade de suporte de cargas do solo em relação ao solo sob mata nativa; ii) desenvolver modelos de capacidade de suporte de carga para um Latossolo Vermelho distroférrico sob mata nativa e cultivado com cafeeiros, submetido a diferentes sistemas de manejo de plantas invasoras, em duas posições de amostragem; iii) determinar a tensão máxima aplicada ao solo pelo trator cafeeiro Valmet ® 68 e estabelecer a umidade crítica para o tráfego deste trator. O estudo foi conduzido na Fazenda Experimental da Epamig, no município de São Sebastião do Paraíso, MG (Latitude de 20°55’00’’ S e Longitude 47°07’10’’ W de Greenwich à altitude de 885 m), em uma lavoura cafeeira sob diferentes manejos de plantas invasoras e em uma mata nativa sob um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), textura argilosa e mineralogia gibbsítica. Os manejos de plantas invasoras foram: sem capina (SCAP), capina manual (CAPM), herbicida de pós- emergência (HPOS), roçadora (ROÇA), enxada rotativa (ENRT), grade (GRAD) e herbicida de pré-emergência (HPRE). Os equipamentos utilizados no manejo da lavoura cafeeira foram tracionados por um trator cafeeiro Valmet ® modelo 68. A tensão máxima vertical (σ máx ) e a distribuição de tensões nos diferentes rodados e condições de solo foram obtidos utilizando-se o programa Tyres/Tracks and Soil Compaction (TASC). Em cada sistema de manejo, foram coletadas, aleatoriamente, nas profundidades 0–3, 10–13 e 25–28 cm, 15 amostras indeformadas de solo, no centro das entrelinhas dos cafeeiros (2,0 m de distância do caule do cafeeiro) e na linha de tráfego das máquinas e equipamentos (0,8 m de distância do caule dos cafeeiros). totalizando 675 amostras [(15 amostras x 3 profundidades x 2 posições de amostragem na lavoura cafeeira x 7 manejos de plantas invasoras) + (15 amostras x 3 profundidades na mata nativa)]. As amostras indeformadas foram submetidas ao ensaio de compressão uniaxial para a obtenção da curva de compressão do solo. Determinaram-se com essas amostras a pressão de preconsolidação (σ p ), densidade do solo (Ds), umidade volumétrica (θ) e, do excedente das amostras indeformadas, foram determinados textura, carbono orgânico do solo (COS) e teor de óxidos totais. Modelos de capacidade de suporte de carga (CSC) entre σ p e θ do tipo σ p = 10 (a+bθ) foram obtidos para verificar os possíveis efeitos dos diferentes sistemas de manejo de plantas invasoras na estrutura do solo. A tensão máxima exercida pelo trator cafeeiro Valmet ® 68 foi de 220 kPa, para o pneu dianteiro 6-16, na pressão de inflação de 172 kPa e de 120 a 140 kPa para o pneu traseiro 12.4 – R28 na pressão de inflação de 124 kPa. As tensões exercidas por este trator podem causar compactação do solo severa até as profundidades de 15- 16 cm para os manejos sem revolvimento do solo SCAP, HPOS, ROÇA e HPRE e até as profundidades de 16-21 cm, para os manejos com revolvimento do solo CAPM, ENRT e GRAD. De maneira geral, os manejos de plantas invasoras alteraram a densidade do solo e o teor de carbono orgânico, principalmente na profundidade de 0-3 cm. O solo sob MATA apresenta menor CSC nas três profundidades estudadas em relação ao solo cultivado com cafeeiros. No centro das entrelinhas dos cafeeiros, os manejos GRAD e HPRE proporcionam elevados valores de densidade do solo e de CSC ao LVdf, na profundidade de 0- 3 cm. Para a profundidade de 25-28 cm, os valores de Ds e os teores de COS não foram alterados pelos diferentes manejos de plantas invasoras na lavoura cafeeira em relação ao solo sob MATA. Na posição de amostragem linha de tráfego das máquinas e equipamentos na lavoura cafeeira ocorreram aumentos nos valores de Ds e CSC e redução nos teores de COS, nas três profundidades em relação ao solo sob mata nativa. O manejo com a ROÇA promoveu os maiores aumentos na CSC e nos teores de COS, na profundidade de 0-3 cm. Os manejos CAPM, ENRT e GRAD proporcionaram elevação da CSC, na profundidade de 10-13 cm e HPOS, ROÇA e ENRT, na profundidade de 25-28 cm.Coffee is one of the main commodities produced in Brazil and the weed control is a management practices more intensive, because its contribution both in the productivity and in the environment impact. In this context, the objectives of this study were: i) to assess how different weed management in a coffee plantation influence the attributes bulk density, organic carbon and load bearing capacity of the soil in relation to the soil under native forest, ii) to develop load bearing capacity models for a Dystroferric Red Latosol (LVdf) under native forest and coffee crop under different systems of weed management in two sampling positions iii) to determine the maximum applied stress to the soil by the coffee tractor Valmet ® 68 and establish the critical moisture to the traffic of this tractor. This study was carried out at the Experimental Farm of Epamig, in São Sebastião do Paraíso, MG (Latitude 20°55'00'' S and longitude 47°07'10'' W Greenwich at an altitude of 885 m) in a coffee plantation under different weed managements and a native forest in an Dystroferric Red Latosol (LVdf), clayey texture and mineralogical gibbsitic. The weed management were: without hoe (SCAP), manual hoe (CAPM), post-emergence herbicide (HPOS); a mower (ROÇA), rotary tiller (ENRT), coffee tandem disk harrow (GRAD) and pre- emergence herbicide ( HPRE). The equipments used in the coffee management were pulled by a coffee tractor Valmet ® model 68. The maximum vertical stress (σ max ) and the stress distribution in various wheeled and soil conditions were obtained using the TASC program (Tyres/Tracks and Soil Compaction). In each management system were randomly collected at 0–3, 10–13 and 25–28 cm depths, 15 undisturbed soil samples, in the inter-rows of the coffee plants (2.0 m away from the stems of the coffee plants) and in traffic line of the machinery and equipment (0.8 m away from the stems of the coffee plants) totaling 675 soil samples [(15 soils samples x 3 depths x 2 sampling positions in the coffee plantation managements x 7 weed managements) plus (15 soil samples x 3 depths in the native forest)]. Undisturbed soil samples were subjected to uniaxial compression test to obtain the soil compression curve. In these undisturbed soil samples precompression stress (σ p ), bulk density (D s ), volumetric water content (θ) and from the excess of the undisturbed soil samples texture, soil organic carbon (COS) and total oxides content were determined. Load bearing capacity models (CSC) between σ p and θ of the type σ p = 10 (a + b θ) were obtained to verify possible effects of different weed management systems on soil structure. The maximum stress exerted by the coffee tractor Valmet ® 68 was 220 kPa in the front tire 6-16 for the inflation pressure of 172 kPa and of 120 to 140 kPa for the rear tire 12.4 - R28 for the inflation pressure of 124 kPa. The stress exerted by this tractor can cause severe soil compaction to 15–16 cm depths and for the managements without soil disturbance SCAP, HPOS, ROÇA and HPRE and to 16–21 cm depths for managements with soil disturbance CAPM, ENRT and GRAD. In general, the managements of weeds have altered the bulk density and organic carbon content mainly in the 0–3 cm depth. The soil under native forest has lower CSC in the three studied depths in relation to the soil under coffee crop. In the inter-rows of coffee crop the managements GRAD and HPRE provide high values of bulk density and CSC to LVdf at 0-3 cm depth. For the 25–28 cm depth the values of Ds and the levels of COS were not affected by different weed management in coffee plantations in relation to the soil under native forest. In the sampling position in the traffic lines of the machines and equipment in the coffee plantation increases occur in the values of Ds and CSC and reduction in levels of COS in the three deep into the soil under native forest. The management ROÇA promotes the greatest increase in CSC and in the concentrations of COS at 0–3 cm depth. The management CAPM, GRAD and ENRT cause increase of the SCC at 10–13 cm depth and HPOS, ROÇA and ENRT at 25–28 cm depth.