Dimas V. S. ResckEloisa A. Belleza FerreiraJoão de Deus G. dos Santos JuniorMarcos Aurélio C. de SáCícero Célio de Figueiredo

MANEJO DO SOLO SOB UM ENFOQUE SISTÊMICO

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

AUMENTO DA POPULAÇÃO MUNDIAL

Praia de Botafogo-RJ Fonte: globoesporte.globo.com

1

2

3

4

5

6

6,7

9,2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Po

pu

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ões

dep

esso

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1800 1925 1958 1974 1987 2000 2008 2050

TAXA DE CRESCIMENTO

tey 0088,0

Status da Água no Mundo

27

67

40

17

15

30

0

10

20

30

40

50

60

70

Perc

ent

ual

da

Pop

ulaç

ão

Mu

ndia

l

Falta Escassez total > consumo > captação Sem acesso Semsaneamento

2008

2025

20082025

Conceituação de enfoque Conceituação de enfoque sistêmico e evolução para asistêmico e evolução para a

teoria dos complexosteoria dos complexos

O enfoque sistêmico ou a visão holística de um sistema observa a harmonia das dimensões econômica, social e ambiental em umecossistema definido como um todo indivisível.

A palavra sistema tem sido definida como uma interação regular e interdependente dos componentes que formam um todo unificado.

Ecossistema é o sistema que inclui os seres vivos e o ambiente.

GEOCENTRISMO

Desde o Início dos Séculos acreditava-se que a Terra era o centro do Universo.

Aristóteles Ptolomeu

Teoria HeliocêntricaDesenvolvida nos séculos XVI e XVII por Nicolau

Copérnico e consubstanciada pelos estudos de Galilei.

Nicolau Copérnico Galilei

Lei da gravitação Universal

Descrita por Isaac Newton, no Século XVII. Descreveu mais três leis dos corpos em movimento: a análise do movimento, as variações de energia e as forças que atuam sobre um corpo.

Isaac Newton

Sistema de Coordenadas Cartesianas(Plano Cartesiano)

No século XVII, René Descartes desenvolveu essesistema e preconizou que é preciso fragmentar para conhecer (concepção mecanicista do mundo) que predominou até início do século passado.

A concepção do universo como um sistema mecânico considerava os objetos separados, inclusive os organismos vivos.

René Descartes

Teoria da Relatividade

Início do século XX: Albert Einstein (ganhador do prêmio Nobel da Física, em 1922, pelos estudos sobre o efeito fotoelétrico), publicou essa teoria que é umageneralização da Teoria da Gravitação de Newton.

Surge a Teoria Quântica ou Mecânica Quântica seocupando dos movimentos e das interações das partículas em nível atômico e sub-atômico.

Albert Einstein

Grandes Avanços no Campo da BiologiaSéculo XIX: experiências conduzidas por GregorMendel até James Watson e Francis Crick, em 1953, que criaram um modelo de DNA em forma de espiral dupla retorcida, com dois filamentos contendo as quatro bases ligadas entre si e em diversas combinações.

Mendel Watson Crick

SISTEMAS COMPLEXOS

Últimas décadas do século XX: parte da comunidade científica passa a se interessar pela dinâmica de sistemas ditos complexos, cujas partes se interagem de forma não-linear (“Efeito Borboleta”).

A Teoria do Caos para a Física e a Matemática é ahipótese que explica o funcionamento desses sistemas complexos e dinâmicos.

Os sistemas são complexos, não-lineares, dinâmicos, caóticos, imprevisíveis, sensíveis às condições iniciais, abertos, sujeitos a atratores, e adaptativos, e ainda se caracterizam pela capacidade de auto-organização.

A teoria da complexidade não funde seus opostos em um todo homogêneo: associa, mas mantém a distinção entre as partes.

Surgem os conceitos como criticalidade auto-organizada, auto-similaridade, fractais e leis depotência (leis de escala).

Um fractal é um objeto geométrico que pode serdividido em partes, cada uma das quais semelhante ao objeto original.

Diz-se que os fractais têm infinitos detalhes, são geralmente auto-similares e independem de escala.

OS FRACTAIS

Em muitos casos um fractal pode ser gerado por um padrão repetido, tipicamente um processo recorrente ou iterativo.

Conjunto de Mandelbrot

Leis de Potência ou

Leis de Escala

uma folha...

1001 metro

10410 km

a cidade...

1061.000 km

o estado…

HemisfériosNorte e Sul...

10710.000 km

a órbita daLua…

1091 milhão de km

Sistema Solar ...

101310 Bilhões de km

a “estrela sol” …

10161 ano-luz

dentro da Via-Láctea...

10191.000 anos-luz

na periferia da Via-Láctea…

1021100.000 anos-luz

a Via-Láctea e outras galáxias ...

10221 milhão de anos-luz

voltando para a Terra...

108

o planeta azul ...

107

a viagem inversa ....

101

o ponto inicial…

100

a folha do ramo...

10-110 centímetros

as estruturas da folha…

10-21 centímetro

as estruturas celulares...

10-31 milímetro

as células...

10-4100 mícrons

o núcleo da célula...

10-61 mícron

os cromossomas …

10-71.000

angstroms

a cadeia de DNA...

10-8100 angstroms

os blocos cromossômicos...

10-910 angstroms

as nuvens de elétrons do átomo de carbono ...

10-101 angstrom

os elétrons no campo do átomo…

10-1110 picometros

o imenso espaço vazio entre o núcleo e as órbitas de elétrons…

10-121 picômetro

o núcleo do átomo, ainda pequeno...

10-13100 femtômetro

o átomo de Carbono…

10-1410 femtômetro

face a face com um Próton…

10-151 femtômetro

as partículas ‘quark’…

10-16100 attômetros

Sobre a não-linearidade…O CAOS

MÉTODO DE NEWTONPara Convergência de uma Equação Iterativa

)(')(

1k

kkk Xf

XfXX

Equação de um fenômeno qualquer

3103 2 xxy (Raízes= -1/3; -3)

1063103

0

02

001 x

xxxx

Número de Operações para Convergência

• Duas casas decimais• X0=-2,0• X1=-4,50• X2=-3,40• X3=-3,05• X4=-3,00

• Treze casas decimais• X0= -2,0• X1=-4,5000000000000• X2=-3,3970588235294• X3=-3,0455549075154• X4=-3,0007525082662• X5=-3,0000002122310• X6=-3,0000000000000

A visão holística e o enfoque sistêmico são fundamentais para o desenvolvimento sustentável de um ecossistema.

Pressupõe basicamente contemplar a harmonia entre as dimensões econômicas, sociais e ambientais.

O todo é maior que o somatório de suas partes, que interagem entre si de uma forma contínua e dinâmica.

Rigorosamente, do ponto de vista termodinâmico, a expressão desenvolvimento sustentável écontraditória. Desenvolvimento pressupõe produção de bens e serviços e, portanto, consumo de energia.

Entretanto a energia total do universo permanece constante, cuja entropia tende inexoravelmente ao máximo (resumo das duas leis da termodinâmica).

O planeta dispõe de fontes de energia que são finitas: mesmo a energia radiante, proveniente do Sol e asfontes terrestres de energia, como os combustíveis fósseis e os minerais, são finitas e não renováveis, mesmo numa escala de tempo geológico.

ESCALA TEMPORAL1022 m (1 milhão de anos-luz)

A OFERTA AMBIENTALE A

OCUPAÇÃO DO CERRADO

ESCALA ESPACIAL104 A 106 m

DISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO NO CERRADODISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO NO CERRADOmm

CERRADO 1.500 mm

REGIÃO SUL DO BRASIL

Veranico

300

200

100

F MMESES DO ANO

A M J J A S O N DJ

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

HE

CT

AR

ES

(x 1

000)

CLASSES DE SOLOS

LATOSSOLOS 93.840AREIAS QUARTZOSAS 31.008PODZÓLICOS 30.804OUTROS 48.348

46%

15,2% 15,1%

23,7%

46%

15,2% 15,1%

23,7%

DISTRIBUIÇÃO DOS SOLOS POR CLASSES TEXTURAIS NO CERRADO

15%

54%

28%

3%

< 15%

15-35%

35-60%

>60%

CL

ASS

ES

TE

XT

UR

AIS

100%

100%

4%

0

2

4

6

8

10

12

CT

C e

m p

H 6

,0 (c

mol

kg-1

)

GIBSITA GOETITA ÓXIDOS DEFERRO

CAULINITA MATÉRIAORGÂNICA

CONTRIBUIÇÃO DOS CONSTITUINTES DA FRAÇÃO ARGILA NA CTC DOS SOLOS NO CERRADO

SATURAÇÃO POR BASES E Al EM LATOSSOLOS DA REGIÃO DOSCERRADOS

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

-15 -35 -70 -150 -260

PROFUNDIDADE (cm)

SAT

UR

AÇ

ÃO

(%)

Al-LVAl-LEBASES-LVBASES-LE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ÁG

UA

VO

LU

MÉ

TR

ICA

(%)

0,1 1 6 10 100 500 1000 1500

TENSÃO DA ÁGUA (kPa)

CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA DE UM LATOSSOLO

Água disponível = < 1 mm cm-1 de solo

PARADOXO TROPICALPARADOXO TROPICAL

PRIMEIRA FASE:O SOLO TEM QUE SER CORRIGIDO PORTANTOREVOLVIDO O MAIS PROFUNDO POSSÍVEL.

MELHOR CONDIÇÃO QUÍMICA > CTC > MAIORPRODUÇÃO DE BIOMASSA VEGETAL > POPULAÇÃOMICROBIANA > MAIOR DECOMPOSIÇÃO > CARGASE SUBPRODUTOS CIMENTANTES > AGREGAÇÃO DOSOLO > ARMAZENAMENTO DE ÁGUA >DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES PARA ASPLANTAS.

SEGUNDA FASE:COM O SOLO CORRIGIDO FÍSICA, QUÍMICA, FÍSICO-QUÍMICA E MICROBIOLOGICAMENTE, O MANEJO DEVE SER NO SENTIDO DE MANTER A BOA CONDIÇÃOCONSEGUIDA.QUANTO MENOS REVOLVIMENTO MELHOR.

SEGUNDA FASE:

Arado de DiscosMistura o solo com os corretivos

(correção química)

ARADO DE AIVECAS TOMBA A LEIVA E OS RESÍDUOS DE

CULTURA NUM ÂNGULO DE QUASE 120° (CORREÇÃO FÍSICA DO SOLO)

ESCARIFICADOR

ESCARIFICADORESCARIFICA A CAMADA ARÁVEL DO SOLO

(PREPARO MÍNIMO)

PLANTIO DIRETO(NÃO REVOLVE O SOLO )

INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA

SISTEMAS FLORESTAIS

SISTEMAS AGROFLORESTAIS

Matéria Orgânica no Cerrado

0

10

20

30

40

50

60

Freq

uên

cia

(%)

< 1 1-2,5 2,5-4,0 >4,0

Faixas de MO (dag kg-1)

2%

55%

40%

3%

Fonte: Lopes & Cox, 1977)

Estrutura dos Latossolos

Fonte: Resck (1993)

Fonte: Resck (1993)

A aplicação harmônica dos quatro elementos do manejo do solo

Efeito do manejo do solo via matéria orgânica

Nas propriedades físicas, químicas, físico-químicas e biológicas do solo

SISTEMAS DE MANEJO VS AGREGADOS

Fonte: Guedes & Resck (1998)

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

mg

C-C

O2.

kg-1

solo

ADPP

ADPC

PDAD

AVPP

AVPC

PDAV CE

Tratamentos

CARBONO DA BIOMASSA MICROBIANA EM DIFERENTES SISTEMAS DE PREPARO

0 a 5cm 5 a 10cm 10 a 20cm 20 a 30cm 30 a 40cm

Fonte: Ferreira et al. (2003)

0-0 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

mg

C-C

O2 k

g-1 so

lo

PROFUNDIDADE (cm)

BIOMASSA = 215,04 - 14,50x + 0,87x2 - 0,02x3 *

r2= 0,95

BIOMASSA = 177,52 -1,85x **

r2=0,68

BIOMASSA MICROBIANA COM 2 ANOS DE ARADO DE DISCOS SEGUIDO DE 2 ANOS COM AIVECAS E ALTERNÂNCIA ANUAL DE SOJA E MILHO.

Fonte: Resck et al. (2003)

ÁGUA ARMAZENADA NA CAMADA DE 0-40 cm CULTURA DE MILHO

Fonte: Resck et al. (2007)

PRODUÇÃO EM ÁREAS COM SISTEMAS DE MANEJO ESTÁTICOS(23 ANOS – SAFRA 2004/2005)

Média Soja= 5.960 283

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Pro

du

tivi

dad

e (k

g h

a-1)

ADPP AVPP ADPC AVPC ESCAD ESCAV PDAD PDAV

Sistemas de Manejo

SOJA MILHO

Média Milho= 7.067 254

DINÂMICA DE SISTEMAS DE MANEJO NA PRODUTIVIDADE DE MILHO E SOJA(9 ANOS - SAFRA 2004/2005)

7.500

8.000

8.500

9.000

9.500

10.000

10.500

Pro

duti

vid

ida

de

(kg

ha

-1)

ADG ADG AVL AVL AVG AVG ADG ADG AVL AVL PDL PDLPDG PDG

ADG ADL AVG AVL PDG PDLPDG

Sistemas de Manejo

Média Milho = 9.281 ±800

Média Soja = 5.293 ± 353

Incrementos na produtividade de milho e soja

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

Pro

dut

ivid

ad

e (k

g h

a-1

)

23 anos 9 anos Cerrado BrasilMédia dos Sistemas de Manejo

MILHOSOJA

> 2,8 x

> 2,1 x

> 2,5 x

> 2,2 x

SISTEMAS DE MANEJO VS RECEITA

Manejo integrado de bacias hidrográficas(a visão sistêmica)

Construção de Terraços de Base Larga

Seção 1 m2

1.000 m

VOLUME de ÁGUA = 1.000 m3

Terraço de Base Larga

CLASSES DE ÁGUA DISPONÍVEL PARA AS PLANTASCONSIDERANDO SEIS SISTEMAS DE MANEJO

Manejo: PC, PD, PAST, CE, PIN, COFonte: Resck, B. & Resck, D. (2005)

BACIA DO TAQUARA

CARBONO NO SOLO33.589 - 36.2436.24 - 38.89138.891 - 41.54241.542 - 44.19344.193 - 46.84446.844 - 49.49549.495 - 52.14652.146 - 54.79754.797 - 57.448

Propriedades

N

EW

S

Fonte: Resck, B. & Resck, D. (2005)

TIPOS DE SOLO

CONSIDERAÇÕES FINAISCONSIDERAÇÕES FINAIS

A visão cartesiana do atual paradigma de produção agrícola dominante tem que ser reavaliada.

A utilização do enfoque sistêmico nesse caso não seria somente uma opção, mas uma clara, embora complexa, saída para a sobrevivência e exploração sustentável de todo o potencial existente no Domínio do Cerrado:ambiental, humano, energético, ou agrícola.

O manejo do solo, praticado sob um enfoque sistêmico, terá, sem sombra de dúvida, maior probabilidade de sucesso e uma grande parcela de contribuição para a exploração racional do potencialprodutivo existente no Domínio do Cerrado.

Sendo impossível compreender o Todo e o Complexo como partículas integrantes e infinitamente minúsculas que somos, cabe-nos apenas fazer a nossa parte na harmonia estabelecidapelos elementos da Natureza.

Dimas V. S. Resck

OBRIGADO!

Eloisa A. Belleza FerreiraJoão de Deus G. dos Santos Junior

Marcos Aurélio C. de SáCícero Célio de Figueiredo