Modelagem da resistência do solo à penetração e risco de compactação sob cultivo florestal

Abstract

No Brasil, as florestas plantadas ocupam 10,20 milhões de ha, sendo na maior parte das vezes a colheita realizada com maquinário cada vez mais pesado, colocando em evidência a sustentabilidade desta operação quanto ao risco de compactação do solo. O primeiro capítulo explora os efeitos do cultivo de eucalipto na qualidade física dos solos, diferenciando entre solos coesos e não coesos, no nordeste brasileiro. Logo, quatro tipos de Argissolo Amarelo (Ultisol) foram considerados, sendo um deles classificados como sem coesão (PAd), outro coeso (PAd1) e dois fragipânicos (PAdx-AA e PAdx-FAA), sendo determinada a densidade do solo, macro, micro e porosidade total. A resistência do solo à penetração (RSP) foi determinada em laboratório, com penetrômetro de bancada, simulando gradiente de umidade. As avaliações ocorrerem em cultivos de eucalipto com 6 anos de idade, aproximadamente, na entre linha e entre plantas até 1,20 m de profundidade. As áreas com histórico produtivo de eucalipto apresentam diferenças na qualidade física do solo, predominando a formação de dois grupos homogêneos até 0,60 m de profundidade. O primeiro grupo, composto por solos fragipânicos (PAdx-AA e PAdx-FAA) apresentou densidade do solo 9% superior e 20, 10 e 26% a menos de porosidade total, macroporosidade e microporosidade em relação ao segundo grupo (PAd e PAd1). No ponto friável do solo (0,10 kg kg-1), ideal para o preparo do solo, a RSP entre plantas foi 31% menor que na entre linha para o solo sem coesão (PAd), enquanto no solo fragipânico (PAdx-FAA) foi da ordem de 61%. A colheita pode ser favorecida em umidades abaixo de 0,06 kg kg-1, quando a RSP aumenta consideravelmente na entre linha, em média, igual a 3,93 MPa a 0,40 m. Já o segundo capítulo propõe inovar o planejamento da colheita florestal para mitigar a compactação do solo, considerando o teor de argila e a sazonalidade da pluviometria por meio de processos geoestatísticos. Para o mapeamento do risco de compactação foram utilizados dados de precipitação quinzenal de 18 estações meteorológicas (2010-2021) e 671 perfis de solo, abrangendo 10.078 km². Mapas de argila (0,00 a 0,40 m) e das 24 quinzenas de precipitação foram considerados para a fusão dos mapas. Foi possível diferenciar seis períodos distintos para o risco de compactação do solo ao longo do ano. Os meses entre abril e junho podem apresentar até 31,6 % da área com alto a extremo risco de compactação, configurando o período crítico de maior suscetibilidade a degradação do solo e que dura em média 107 dias do ano. Durante este período crítico, é possível alocar colheita nas áreas com baixo risco de compactação (58,8 % da área) ou com maior atenção nas áreas com risco moderado (19,40 %).

In Brazil, planted forests cover 10.20 million hectares, with harvesting predominantly carried out using increasingly heavier machinery, highlighting the sustainability of this operation regarding the risk of soil compaction. The first chapter explores the effects of eucalyptus cultivation on the physical quality of soils, differentiating between cohesive and non-cohesive soils, in the northeastern Brazil. Four types of Argissolo Amarelo (Ultisol) were considered, with one classified as non-cohesive (PAd), another as cohesive (PAd1), and two as fragipanic (PAdx-AA and PAdx-FAA). Soil density, macro, micro, and total porosity were determined. Soil penetration resistance (SPR) was measured in the laboratory using a bench penetrometer, simulating a moisture gradient. The evaluations took place in eucalyptus plantations approximately 6 years old, in the interrow and between plants, up to a depth of 1.20 m. Areas with a history of eucalyptus production showed differences in soil physical quality, with two homogeneous groups forming at depths up to 0.60 m. The first group, composed of fragipanic soils (PAdx-AA and PAdx-FAA), exhibited 9% higher soil density and 20, 10, and 26% lower total porosity, macroporosity, and microporosity compared to the second group (PAd and PAd1). At the soil friable point (0.10 kg kg-1), the SPR between plants was 31% lower than in the interrow for non-cohesive soil (PAd), while for fragipanic soil (PAdx-FAA) it was 61%. Harvesting could be favored in moisture levels below 0.06 kg kg-1, when SPR increases considerably in the interrow, averaging 3.93 MPa at 0.40 m depth. The second chapter proposes innovating forest harvest planning to mitigate soil compaction, considering clay content and precipitation seasonality through geostatistical processes. To map the compaction risk, data from biweekly precipitation of 18 meteorological stations (2010-2021) and 671 soil profiles, covering 10,078 km², were used. Clay maps (0.00 to 0.40 m) and the 24 biweekly precipitation periods were considered for map fusion. It was possible to distinguish six distinct periods of soil compaction risk throughout the year. The months between April and June may present up to 31.6% of the area with high to extreme compaction risk, constituting the critical period with the highest susceptibility to soil degradation, lasting on average 107 days of the year. During this critical period, it is possible to allocate harvesting to areas with low compaction risk (58.8% of the area) or carefully at moderate risk areas (19.40%).