Porosidade e fluxo de água no solo em posições com bioporos de raízes de milho em decomposição

Estudos avaliando o uso de raízes de diferentes espécies para melhorar a estrutura do solo vêm aumentando em respostas ao fomento à adoção da agricultura regenerativa (Embrapa, 2024). Porém, pelo fato de que os estudos com raízes são trabalhosos e demorados, as pesquisas nesse tema não são numerosas e várias lacunas de conhecimento persistem. O estudo relatado neste artigo é bem específico e agrega informações, análise e discussão sobre a contribuição de bioporos formados pela decomposição de raízes de milho em atributos da estrutura do solo e no fluxo de água.

Do conjunto total das raízes de milho, as raízes nodais (ou adventícias) são as que criam os maiores bioporos no solo. Tendo em vista que a porção com calibre mais grosso dessas raízes se concentra na região superficial do solo, os benefícios de bioporos formados após a decomposição das raízes adventícias também estariam restritos à parte superficial do perfil de solo. Estando a bioporosidade restrita à porção superficial do solo, sua contribuição para aumento da infiltração de água ocorrerá apenas na fase inicial da infiltração se o restante do perfil de solo for pouco permeável. Além disso, a contribuição da bioporosidade também depende da sua abrangência horizontal, que é determinada pela população de plantas estabelecida na área.

Mesmo que a teoria hidrodinâmica (por exemplo, a equação de Poiseuille) indique que deve haver aumento do fluxo de água no solo onde há bioporos, descontinuidades, estrangulamentos e obstruções em bioporos reduzem a vazão comparada ao que seria previsto pelas equações da hidrodinâmica quando aplicadas a tubos regulares e sem impedimentos ao fluxo.

Na prática, há complexidades e incertezas para caracterização de bioporos e menor dificuldade para medir os efeitos por eles provocados. Contudo, as incertezas nas medições residem no fato de que é incerto assegurar que os efeitos mensurados em uma lavoura se repetirão em outra lavoura, pelo fato de que em ambas se desconhece as possíveis descontinuidades, os estrangulamentos e as obstruções nos bioporos.

A medição é, portanto, uma necessidade prática não para testar qual seria o tipo de efeito a ser esperado de bioporos. Isso já existe na literatura científica. A medição é importante para diminuir as incertezas acerca do conhecimento sobre a magnitude dos efeitos, visto que eles são dependentes de condições variadas de planta, solo, manejo etc.

Nesse contexto, este estudo apresenta medições de atributos da estrutura do solo e fluxo de água em posições de solo com e sem bioporos formados pela decomposição de raízes adventícias de milho e discute estratégias para aumentar a abrangência dos benefícios e avaliar os riscos de extrapolação dos resultados.

Amostragem e medições

A pesquisa foi realizada em uma lavoura no município de Ivorá (RS), onde predominam neossolos regolíticos (solos rasos, com pedregosidade e profundidade aproximada nessa lavoura entre 20 cm e 80 cm).

A lavoura vem sendo manejada em plantio direto por, pelo menos, 20 anos. A amostragem de solo foi realizada em abril de 2024, logo após a colheita da soja (Figura 1). Aleatoriamente, 20 pontos de coleta foram demarcados na lavoura. Em cada ponto, amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-10 cm e 10-20 cm, sob duas condições: na posição da rizosfera de plantas de milho do cultivo anterior à soja e em posição correspondendo à entrelinha do milho do cultivo anterior. Nos dois casos, tomou-se cuidado para não coletar amostras onde havia linhas de cultivo da soja e onde os resquícios das raízes de milho apresentavam danos mecânicos decorrentes do tráfego ou operações de semeadura e colheita.

Com base nas posições da amostragem, quatro tratamentos foram definidos: rizosfera 0-10 cm, rizosfera 10-20 cm, entrelinha 0-10 cm e entrelinha 10-20 cm. Em cada tratamento, 20 amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas (20 repetições), totalizando 80 amostras. As determinações realizadas nas amostras foram: densidade do solo (Ds), porosidade total (Pt), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e condutividade hidráulica de solo saturado (Ks), conforme metodologia descrita em Teixeira (2017). O teste estatístico não paramétrico de Kruskal-Wallis foi utilizado em todas as variáveis (Ds, Pt, Ma, Mi e Ks) para verificar se havia diferença entre os tratamentos, e o teste de Dunn foi utilizado para discriminar tratamentos diferentes e semelhantes.

Diferenças detectadas

Os resultados destacados em cor verde na Figura 2 mostram que apenas na posição rizosfera 0-10 cm houve decréscimo na Ds (1,12 g/cm3), aumento na Pt (0,56 cm3/cm3) e na Ma (0,14 cm3/cm3). Essas variáveis foram estatisticamente semelhantes nas demais posições de amostragem (resultados destacados em cor roxo-claro na Figura 2). A Mi foi semelhante em todas as quatro posições de amostragem, variando entre 0,39 cm3/cm3 e 0,41 cm3/cm3.

O efeito relacionado à posição de coleta foi maior na Ks (Figura 2). A diferença na média de Ks entre as camadas amostradas foi de 108 mm/h na posição da rizosfera e de 80 mm/h na entrelinha, com os maiores valores na camada de 0-10 cm. Por isso, na camada de 0-10 cm a Ks foi significativamente maior do que na camada de 10-20 cm.

A Figura 3 mostra decréscimo exponencial na Ks com o aumento da Ds e aumento exponencial da Ks com o aumento da macroporosidade. Isso significa que a Ks é muito mais afetada que a densidade e a porosidade quando há alteração na estrutura do solo, que pode ser decorrente de compactação, escarificação, formação de bioporos etc.

Em termos percentuais, o valor 1,12 g/cm3 equivale a 87% da média do restante de valores de Ds; o valor 0,58 cm3/cm3 equivale a 114% do restante de valores de Pt; e 0,14 cm3/cm equivale a 157% do restante de valores de Ma. Diferentemente, os valores 116 mm/h e 93 mm/h na camada de 0-10 cm equivalem a 1.380% e 738% em relação aos correspondentes valores de Ks da camada de 10-20 cm. Isso mostra que as raízes adventícias de milho, além de promoverem descompactação, formam bioporos grandes (Figura 1), o que é bastante importante para a infiltração de água no solo.

Efeitos e riscos

Os resultados mostram que os efeitos decorrentes dos bioporos criados pelas raízes de milho em decomposição ficaram confinados até 10 cm de profundidade e na posição da rizosfera (Figura 2). Portanto, a abrangência do efeito na lavoura depende da população de plantas.

Considerando uma população de 70 mil plantas por hectare e assumindo que as raízes adventícias de cada planta de milho ocupem uma área circular com 10 cm de diâmetro, pode-se verificar que apenas 5,5% da superfície do solo seria ocupada com bioporos formados pelas raízes adventícias (Figura 4).

Multiplicando a área superficial total ocupada com raízes em um hectare pela profundidade de 10 cm e relacionando o volume obtido com o volume total de solo em um hectare até 10 cm de profundidade, verifica-se também que apenas 5,5% do volume de solo na camada de 0-10 cm seria ocupado com bioporos formados pelas raízes adventícias (Figura 4).

As porcentagens estimadas seriam ainda menores se o cálculo considerasse apenas a área e o volume dos bioporos, visto que o espaço ocupado por eles é menor que o espaço total que envolve a rizosfera (Figura 1 central).

Soluções para maior benefício

O volume pequeno de solo ocupado pelas raízes adventícias indica que o benefício de um único cultivo é bastante limitado. Para que os benefícios decorrentes da bioporosidade ganhem abrangência espacial na lavoura seria preciso aumentar a densidade populacional e repetir os cultivos de milho ao longo dos anos.

Além disso, o manejo da lavoura deve também visar à preservação da bioporosidade construída por cada cultivo individual. Nesse aspecto, os benefícios da bioporosidade serão mais prolongados se houver minimização da compactação e do revolvimento do solo.

* Por Beatris Tobin Schopf e Paulo Ivonir Gubiani (UFSM)

Artigo publicado na edição 320 da Revista Cultivar Grandes Culturas