12 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 Valerio Ferreira Marcelo Mestre em Engenharia Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). Doutorando pelo Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) – Recife (PE), Brasil. Brivaldo Gomes de Almeida Professor adjunto pela UFRPE – Recife (PE), Brasil. José Coelho de Araújo Filho Pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) Solos – Recife (PE), Brasil. Wagner Luis da Silva Souza Doutor em Ciência do Solo pela UFRPE – Recife (PE), Brasil. Endereço para correspondência: Valerio Ferreira Marcelo – Universidade Federal Rural de Pernambuco, Departamento de Tecnologia Rural – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental – Dom Manuel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – 52171-900 – Recife (PE), Brasil – E-mail: valeriomarcelo@hotmail.com RESUMO Os Tabuleiros Costeiros possuem camadas coesas de solos que alteram o estado da água nos seus poros, interferindo no desenvolvimento do sistema radicular das plantas. Este estudo objetivou avaliar a ação dos condicionadores poliacrilamida (PAM) e gesso no solo coeso de Tabuleiros Costeiros de Pernambuco via intervalo hídrico ótimo (IHO). As amostras foram subdivididas em três tratamentos — T0 (Controle), T1 (PAM) e T2 (PAM + gesso) —, com quatro repetições cada. Foram avaliadas a curva característica de retenção de água no solo; a densidade do solo; a resistência do solo à penetração de raízes (RP) e o IHO. As médias foram submetidas à ANOVA e ao teste de Tukey, pelo aplicativo Statistical Analysis System (SAS). O IHO foi eficiente em detectar alterações na disponibilidade de água do solo; o tratamento com PAM foi o que promoveu maior aumento dessa disponibilidade, e o valor crítico da RP para o IHO do solo coeso estudado ficou acima de 2 MPa. Palavras-chave: IHO; polímero; densidade do solo. ABSTRACT The Coastal Trays have cohesive layers of soils that alter the state of the water in their pores, interfering in the development of the root system of the plants. This study aimed to evaluate the action of polyacrylamide and gypsum conditioners on the cohesive soil of Pernambuco Coastal Traps via the least limiting water range (LLWR). The samples were subdivided into three treatments — T0 (Control), T1 (Polyacrylamide) and T2 (Polyacrylamide + Gypsum) —, with four replicates per treatment. The water retention characteristic curve; soil density; soil resistance to root penetration (RP) and LLWR were evaluated. The means were submitted to ANOVA and Tukey’s test, by the Statistical Analysis System (SAS) application. The LLWR was efficient in detecting changes in soil water availability; being the treatment with polyacrylamide which promoted greater increase of this availability, being the critical value of the RP for the LLWR of the cohesive soil studied above 2 MPa. Keywords: LLWR; polymer; bulk density. DOI: 10.5327/Z2176-947820160009 DISPONIBILIDADE HÍDRICA DE SOLO COESO SOB A AÇÃO DE POLIACRILAMIDA: QUALIDADE FÍSICA AMBIENTAL WATER AVAILABILITY OF COHESIVE SOIL UNDER THE ACTION OF POLYACRYLAMIDE: ENVIRONMENTAL PHYSICAL QUALITY Disponibilidade hídrica de solo coeso sob a ação de poliacrilamida: qualidade física ambiental 13 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 INTRODUÇÃO Os Tabuleiros Costeiros são formações terciárias, com amplas superfícies planas e elevações de 30 a 150 m acima do nível do mar. Para Sobral et al. (2002), o ter- mo é referente à topografia plana, do tipo tabular, apresentando ondulação suave com menor frequência. Os Tabuleiros ocupam uma zona úmida costeira das Regiões Norte, Nordeste e Sudeste, sob clima de esta- ções secas e úmidas bem definidas (JACOMINE, 2001). Essa unidade de paisagem apresenta irregularidade pluviométrica, pobreza de nutrientes e ocorrência das camadas coesas, que são limitações atribuídas aos so- los relacionadas à estrutura (ARAÚJO, 2000). Os solos predominantes são os latossolos amarelos, os argissolos e alguns latossolos vermelho-amarelos (LEPSCH, 2007). Os Tabuleiros possuem horizontes coesos, termo usa- do para diferenciar solos com horizontes extremamen- te duros sem a presença de água, e firmes ou friáveis se umedecidos (EMBRAPA, 2013). A coesão ocorre nas áreas sob floresta e sob cultivo; por isso, a ocorrência indica ser um processo de trans- formação do seu material de origem (RIBEIRO, 1991). Os solos com horizontes coesos têm textura média a muito argilosa, são estruturalmente fracos e com dis- posição a formar blocos (EMBRAPA, 2013). As camadas coesas de impedimento promovem altera- ções complexas no estado da água no solo, reduzindo sua disponibilidade às plantas, interferindo no proces- so de irrigação e em sua frequência e também na quan- tidade de lâminas de água a serem utilizadas. Os solos coesos ocorrem nos horizontes AB, BA, Bw e Bt, sen- do os dois primeiros transicionais (EMBRAPA, 2013). Stefanoski et al. (2013) apresentaram como indicado- res primários da qualidade do solo os atributos den- sidade do solo, resistência do solo à penetração de raízes, agregação (>2 mm), textura, porosidade total, infiltração e condutividade hidráulica saturada. O manejo do solo coeso requer práticas que reduzam a célere perda da água após o período das chuvas. As pro- priedades físicas dos solos e os fatores de crescimento das plantas, se arranjados de forma inadequada, po- dem elevar os custos de produção e resultar na perda da produtividade, sendo esses problemas concretos da cadeia produtiva (CINTRA; PORTELA; NOGUEIRA, 2004). Na perspectiva de melhorar as propriedades físico-hídri- cas dos solos, somados às práticas mecânicas, diversos condicionadores orgânicos e químicos são pesquisados, como as macrófitas aquáticas associadas a doses de fós- foro (MACHADO et al., 2014) e o gesso agrícola (sulfato de cálcio), subproduto da produção de ácido fosfórico, um condicionador fonte de cálcio e enxofre, corretor de solos sódicos e com potássio elevado (VITTI et al., 2008). Com relação à matéria orgânica, essa é muito mais relevante na função de condicionador de solo do que como fonte de nutrientes (SILVA, 2015). Somam-se também aos condicionadores as zeólitas, que atuam na retenção de água no solo, sendo classificadas como um grupo de tectosilicatos com 50 tipos de minerais de ocorrência natural (BERNARDI et al., 2009). Pode-se acrescentar à lista de condicionadores de solo os polímeros, que são alvo de pesquisas desde os anos de 1950. Na década de 1980, por sua vez, houve uma retomada mundial desses estudos, após o surgimen- to de uma nova geração de polímeros, diferenciados dos pioneiros, que eram fitotóxicos (MORAIS; BOTREL; DIAS, 2001). Os polímeros são macromoléculas de alta massa molar, formadas por monômeros. Esses reagem por adição ou condensação, produzindo polímeros com diferentes propriedades físico-químicas e mecâni- cas (GONÇALVES; COSTA, 2009). A poliacrilamida (PAM) é um polímero à base de acrila- mida — muito usada como condicionador de solos —, que atua no processo de retenção de água, preser- vando a umidade por maior tempo e reduzindo, dessa forma, a perda de nutrientes por lixiviação (BALENA, 1998; SANTOS et al., 2009). No Brasil, poucos são os estudos realizados com apli- cação de PAM em solos com horizontes coesos oriun- dos de Tabuleiros Costeiros no Nordeste. As pesquisas recentes sobre o assunto podem ser encontradas em Almeida (2008), Almeida, Raiane e Almeida (2012), Melo (2013), Andrade (2014) e Marcelo (2015). É importante compreender o comportamento das pro- priedades físicas do solo coeso quando ele é manejado com PAM e com essa substância associada a outro con- dicionador, como o gesso. Um indicador relevante para aferir a qualidade física do solo é o intervalo hídrico óti- mo (IHO), por integrar vários indicadores relacionados Marcelo, V.F. et al. 14 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 ao desenvolvimento das culturas (SILVA; KAY; PERFECT, 1994; TORMENA; SILVA; LIBARDI, 1998). O IHO é eficiente para monitorar a compactação do solo (BEUTLER et al., 2007), e, por este motivo, pode ser aplicado na avaliação de solos coesos. O IHO constitui-se em um índice que integra fatores re- lacionados diretamente com o crescimento das plantas, como a porosidade da aeração (PA) — mais adequada quando seus valores são ≅ 10% —, a água no solo nas ten- sões entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de mur- cha permanente (PMP) e o teor de água no solo, sendo sua resistência à penetração de raízes (RP) <2 MPa. A pesquisa teve como principais objetivos avaliar o comportamento físico e físico-hídrico do solo coeso sob o uso de PAM com e sem gesso no ambiente dos Tabuleiros Costeiros. Este estudo partiu da hipótese de que tais condicionadores atenuam o caráter coeso, melhorando o desempenho ambiental desse solo em áreas de Tabuleiros Costeiros e promovendo a recupe- ração de áreas degradadas pelo manejo agrícola e pelo desmatamento. A qualidade ambiental do solo coeso foi avaliada por meio dos atributos que compõem o IHO: umidade na PA a 10%, umidade na qual a resistên- cia do solo à penetração de raízes é <2 MPa, umidade na CC, umidade no PMP e densidade do solo. OBJETIVO Este estudo teve como objetivo avaliar a ação dos condicionadores PAM e gesso em solo coeso de Tabuleiros Costeiros de Pernambuco por meio do IHO. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi realizado com solo proveniente da Es- tação Experimental de Itapirema, pertencente ao Ins- tituto Agronômico de Pernambuco (IPA), instalada no município de Goiana (PE), Zona da Mata Norte. A área foi selecionada com base na melhor representa- ção de solo coeso sob relevo plano (tabuleiro). O local já está bem referenciado, sendo espaço de pesquisas desenvolvidas em solos coesos desde 1960. Após a se- leção, foi aberto um perfil em área sob cana-de-açúcar, cultivada há aproximadamente dois anos, tendo o coco como cultura anterior. Na descrição do perfil, a separação dos horizontes foi realizada conforme Santos et al. (2005), seguindo-se a classificação do solo conforme o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) (EMBRAPA, 2013). A seleção do horizonte para o estudo foi realizada ba- seando-se nas características morfológicas do caráter coeso. Escolheu-se o horizonte Bt1, que foi o que apre- sentou características de máxima coesão, ocorrendo na profundidade entre 48 e 70 cm, sendo o perfil do solo classificado como ARGISSOLO AMARELO Distro- coeso abrúptico. As amostras foram coletadas em anéis volumétricos de aço 50x50 mm, inseridos em blocos não deformados retirados do horizonte de estudo. Após sua separação do perfil — feita por meio do serrote, da pá reta e do macaco hidráulico (Figuras 1A e 1B) —, os blocos foram envolvidos em plástico bolha e fixados com fita de em- pacotamento, tendo sua base e seu topo devidamente identificados e sinalizados; as dimensões obtidas foram 45x45x22 cm — comprimento, largura e altura, respec- tivamente —, sendo a última correspondente à espes- sura do horizonte Bt1. Em seguida, os blocos foram acondicionados entre placas de isopor e transportados para o laboratório (Figuras 1C e 1D), diminuindo-se as- sim a possibilidade de perturbação da estrutura. No laboratório, os blocos foram engessados — conti- dos — pelas bordas com ataduras embebidas em so- lução de gesso com água. Dessa maneira, os blocos mantiveram-se estruturados para suportar a etapa de coletas das amostras de solo com a inserção dos anéis volumétricos. Após a contenção com ataduras, os blo- cos foram previamente acondicionados em bandejas plásticas forradas com espuma de 20 mm e umede- cidos com água destilada (Figura 1E). Nesses blocos, a coleta com anéis volumétricos foi realizada com amostrador tipo Uhland, porém sem o uso do martelo para impactar o anel ao solo. O procedimento contou com o auxílio de um braço mecânico movido por uma engrenagem de tração manual, que ajuda na inserção dos anéis com o mínimo de impacto, preservando a es- trutura da amostra dentro do anel (Figura 1F). Disponibilidade hídrica de solo coeso sob a ação de poliacrilamida: qualidade física ambiental 15 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 As amostras de solo em anéis foram casualizadas e sub- metidas a três tratamentos: • T0, realizado apenas com água destilada, represen- tando a testemunha (controle); • T1, feito com polímero aniônico à base de PAM, com concentração de 100 mg kg-1; e • T2, tratamento a base de PAM (100 mg kg-1) e gesso (CaSO 4 2H 2 O, P.A., com concentração de 1,523 g L-1). O PAM utilizado é produzido pela Cytec com nome comercial “Poliacrilamida Superfloc A-130”; tem alta massa molecular — 15,0 Mg mol-1 — e 35% de den- sidade de carga (hidrólise). As quantidades de PAM e gesso utilizadas neste estudo foram baseadas nos trabalhos de Almeida (2008), Melo (2013) e Andrade (2014). Esses autores obtiveram melhor desempenho dos condicionadores PAM e gesso aplicados em solos coesos sob condições semelhantes ao do solo objeto deste estudo. Os condicionadores químicos foram aplicados nas amos- tras contidas nos anéis volumétricos por capilaridade, respeitando a seguinte sequência: os anéis contendo as amostras de solo, sem ter sido feito o toalete, foram pos- tos para secar ao ar; em seguida, foram submetidos aos seus respectivos tratamentos. Para que isso ocorres- se, bandejas plásticas foram forradas com espuma de 10 mm de espessura, utilizadas para reduzir o atrito das amostras e manter a superfície de contato úmida — lo- cal em que as soluções foram colocadas. Após a satu- ração da espuma, os anéis foram acondicionados nas bandejas com os respectivos tratamentos, dando início à saturação das amostras por capilaridade. Figura 1 – Sequência da amostragem dos solos: separação do bloco do perfil (A e B); acondicionamento do bloco (C, D e E); e inserção dos anéis volumétricos (F). F C E B D A Marcelo, V.F. et al. 16 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 O nível da solução elevou-se ≅ 1 cm a cada 30 min., chegando até 95% da altura dos anéis volumétricos, preservando essas condições por 48 horas. Passa- do esse período, os conjuntos anel-amostra saturados com seus respectivos tratamentos foram retirados e postos para secar ao ar, utilizando uma grade sus- pensa revestida por tela de nylon com malha 1 mm. Em seguida, procedeu-se o toalete das amostras — retirada do excesso de solo contido nas bordas do anel volumétrico. A curva característica de retenção de água no solo (CCRAS) foi usada para obtenção de umida- des em determinadas tensões preestabelecidas, sendo seus valores utilizados na quantificação da distribuição de tamanho de poros — macro, meso, micro e criptoporos. A construção da CCRAS foi realizada nas amostras con- tidas nos anéis volumétricos por meio da mesa de ten- são (até 10 kPa) — segundo Oliveira (1968) — e das câ- maras de Richards (>10 kPa) — conforme metodologia sugerida em Dane e Hopmans (2002). Após cada equilíbrio da tensão/pressão, as amos- tras foram pesadas e levadas à estufa (105°C, 24 h), e sua umidade volumétrica calculada conforme a equação (1). θ =         × massade águaequilibrada a determinadatensãoou pressão Densidade da água volume total do solo 100(%) (1) Os resultados obtidos a partir da CCRAS foram ajus- tados por meio da equação (2), proposta por Van Ge- nuchten (1980): 1 θ θ θ θ αψ = + − + ( ) [ ( ) ]v r s r n m (2) onde θ v é a umidade volumétrica atual do solo (cm3 cm-3); θ r é a umidade volumétrica residual do solo (cm3 cm3); θ s é a umidade volumétrica de saturação do solo (cm3 cm-3); expressa o parâmetro inversamente proporcional ao diâmetro médio dos poros (cm-1); Y é o potencial mátrico aplicado, representado pela tensão que a água está retirada no solo (cca); e “n” e “m” são parâmetros empíricos da equação. Para calcular o valor de m, utilizou-se a expressão m=1 – 1/n, para n>1, conhecida como restrição de Muallen, conforme sugere Van Genuchten (1980). Os ensaios da RP foram realizados após o equilíbrio de cada tensão/pressão aplicada e seus respectivos pesos, direcionando cada conjunto anel-amostra ao penetrô- metro de bancada para a inserção da agulha. Esse ins- trumento utilizado é composto por um atuador linear elétrico com motor de passo, um painel para controle da velocidade (1 mm s-1), uma base metálica para sus- tentação do conjunto mecânico e da amostra durante o teste e uma célula de carga com capacidade nomi- nal de 20 kg, contendo na sua extremidade inferior uma haste com agulha de 4 mm de diâmetro de cone, que foi introduzida no solo na direção perpendicular. Os ensaios de RP foram realizados nas amostras con- tidas nos anéis volumétricos, submetidas às seguintes tensões de água no solo: 1; 6; 10; 33; 50; 100; 500; 1000 e 1500 kPa. A determinação da densidade do solo (Ds) foi realizada pelo método do anel volumétrico, conforme descrito em Grossman e Reinsch (2002). Nesse procedimento, o solo contido nesses anéis é seco em estufa, a 105 °C, até obter peso constante. Com isso, a Ds pôde ser cal- culada pela equação (3), apresentada a seguir: =Ds M V s s (3) onde Ds é a densidade do solo (g cm-3); M s é a massa do solo seco à 105 oC; e V s é o volume de sólidos, assumido como o volume do anel (V anel = πr2 h). Após a elaboração das CCRAS e da RP, onde se obtém o valor da umidade volumétrica na CC (θ CC à 33 kPa ) e no PMP (θ PMP à 1500 kPa ), foram estimados o conteúdo de água no solo em que a RP atinge o valor crítico (θ RP ), como também o conteúdo de água no qual a PA é de 10% (θ PA à 10% ), umidades estas utilizadas na construção do IHO. Disponibilidade hídrica de solo coeso sob a ação de poliacrilamida: qualidade física ambiental 17 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 Desse modo, na determinação do IHO, realizou-se o ajuste da curva de RP pelo modelo não linear de Buss- cher (1990), conforme equação (4). RP = a. θ v b Dsc (4) onde RP é a resistência do solo à penetração de raízes; θ v é a umidade volumétrica atual; Ds é a densidade do solo; e “a”, “b” e “c” são os parâmetros de ajuste do modelo. A equação (4) deve ser linearizada, obtendo-se a equa- ção (5), a seguir: ln RP = ln a + b In θ v + c In Ds (5) A CCRAS, que relaciona a variação de umidades em função dos potenciais mátricos aplicados (Y), foi ajus- tada conforme modelo não linear utilizado por Silva, Kay e Perfect (1994), na forma de log neperiano, con- forme a equação (6): In(θ v ) = d + e Ds + f In |Ψ| (6) Onde θ v é a umidade volumétrica atual; Ds é a densidade do solo; |Ψ| é o módulo do potencial mátrico; e “d”, “e” e “f” são parâmetros de ajuste do modelo. Uma vez definidos os parâmetros (“a”, “b”, “c”, “d”, “e” e “f”), foram determinados os valores críticos das umi- dades na CC, no PMP, na PA e na RP, por meio das equa- ções (7), (8), (9) e (10), respectivamente. θ CC = exp (d + e . Ds) 0,033f (7) θ PMP = exp (d + e . Ds) 1,5f (8) θ PA = (1 – Ds/2,61) – 0.1 (9) θ RP = (5,0/a . Dsc)1/b (10) onde θ CC é a umidade volumétrica na capacidade de campo equilibrada no potencial 33 KPa; θ PMP é a umidade volumétrica no ponto de murcha per- manente para solos equilibrada à 1500 KPa; PA é a umidade volumétrica em que a PA é igual a 10%, e o valor 2,65 é a densidade de partícula (Dp) assumida (g.cm-3); e RP e a umidade volumétrica na qual a resistência do solo à penetração de raízes atinge o valor de 5,0 MPa (que nesse estudo foi considerado valor crítico). O IHO pode ser calculado considerando quatro possibilida- des — conforme os valores das equações (11), (12), (13) e (14), como sugerem Wu et al. (2003) e Leão et al. (2004). Se (θ PA ≥ θ CC ) e (θ RP ≤ θ PMP ), a equação empregada será: IHO = θ CC – θ PMP (11) Se (θ PA ≥ θ CC ) e (θ RP ≥ θ PMP ), a equação empregada será: IHO = θ CC – θ RP (12) Se (θ PA ≤ θ CC ) e (θ RP ≥ θ PMP ), a equação empregada será: IHO = θ PA – θ RP (13) Se (θ PA ≤ θ CC ) e (θ RP ≤ θ PMP ), a equação empregada será: IHO = θ PA – θ PMP (14) Nos ensaios utilizou-se o delineamento em blocos casualizados. Foram realizadas quatro repetições por tratamento, totalizando 108 unidades — 9 tensões x Marcelo, V.F. et al. 18 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 4 repetições x 3 tratamentos. As médias dos parâme- tros físicos analisados foram submetidas à análise de variância (ANOVA), e aos parâmetros que apresenta- ram diferenças significativas foi aplicado o teste de Tukey, por meio do aplicativo Statistical Analysis Sys- tem (SAS) (1996). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os limites para formar o diagrama representativo do IHO foram a umidade volumétrica na CC (θ cc ) e a umidade volumétrica na qual a RP atingiu 5 MPa (θ RP à 5MPa ). Os diagramas representativos do IHO para o solo sob tratamentos, onde umidades aci- ma ou abaixo da área hachurada indicam condições limitantes ao crescimento de plantas e críticas ao seu desenvolvimento, quando a densidade do solo estiver acima do valor onde o IHO é nulo — isto é, densidade do solo crítica (Ds c ) —, estão representados pelas se- tas em vermelho na Figura 2. Observa-se, nos diagramas, duas retas para a RP: uma usando o limite de 2 MPa e a outra adotando 5 MPa. Por ser coeso, o solo já apresenta altos va- lores de RP, mesmo quando esse está praticamente saturado, onde os valores já atingem 2 MPa, o que impossibilita a construção da área que representa o IHO. Nessas condições, a RP ficou acima da cc ; portanto, só foi possível a construção do IHO quando os valo- res de PR foram 5 MPa. Dessa forma, a RP que melhor se ajustou para a condição do solo coeso em estudo, permitindo traçar as retas no diagrama do IHO, foi o valor de 5 MPa. Esses altos valores de PR comprovam que os solos coe- sos em estudo apresentam uma elevada degradação, com baixa qualidade ambiental. Com relação a isso, Araújo, Tormena e Silva (2004) comentam que um solo em condição de degradação apresenta redução da dis- ponibilidade de água para as plantas, tendo a taxa de difusão de oxigênio e a RP como fatores limitantes ao desenvolvimento delas, mesmo na faixa de potenciais em que há água disponível no solo. Dias (2012), estudando a disponibilidade de água e sua relação com valores de RP em um latossolo ama- relo coeso de Tabuleiro Costeiro do Recôncavo da Bahia sob pastagem, encontrou elevada Ds e faixa bastante estreita de IHO, com densidade crítica (Dsc) próxima a 1,55 g cm-3. Naquela situação, o autor ob- servou o início da transição da faixa da RP sobrepon- do a umidade na CC, tendo como valor limitante a RP a 2 MPa. Altos valores de RP não é um fato exclusivo de solos coesos, pois alguns autores relatam valores críticos bem acima dos tradicionais 2,0 MPa usados, como os observados por Ehlers et al. (1983) e Sine et al. (1985), onde considerou-se valores de até 7,0 MPa. Nesse contexto, o uso do IHO para avaliação da quali- dade física e estrutural do solo é um indicador que in- tegra o efeito do potencial matricial, da PA e da RP em um único atributo, possibilitando estabelecer as condi- ções de umidade do solo limitantes ao crescimento das plantas (SILVA; KAY; PERFECT, 1994). Conforme Tormena, Silva e Libardi (1998), estabelecer limitantes de propriedades físicas do solo é complexo, porque envolve a necessidade de integrar variáveis relacionadas ao solo, ao clima e à planta. Do ponto de vista da qualidade do solo, o IHO mostrou-se mais elucidativo que a Ds, pois discutir apenas o seu alto valor — no caso 1,70 g cm-3 — levaria a diagnosticar limitações do solo apenas pela sua alta compactação, o que, na realidade, não é a maior restrição desse tipo de solo. Desse modo, apesar do solo em estudo ser coeso, com alta Ds (1,70 g cm-3), essa não é a condição mais limitante ao crescimento da planta, já que a Ds c ficou acima desse valor — isto é, 1,75 g cm-3 — no controle (T0) (Figura 2A). A partir da Ds em que o IHO for igual a zero, estabelece-se as condições de elevada restrição de crescimento radicular (TORMENA, 1999). Nesse cenário, a adição de polímero (PAM) ao solo em estudo teve um resultado positivo, reduzindo sua coe- são, comprovada pelo aumento da amplitude da Ds c , passando de 1,75 (T0) para 1,78 g cm-3 (T1), o mesmo não ocorrendo com o T2 (Tabela 1). Desse modo, os valores dos IHO evidenciam que o tratamento TI (PAM) foi mais eficiente que o T2 (PAM + gesso) quando comparados ao T0 (controle), com maior disponibilidade de água às plantas. Logo, IHO T1>IHO T0>IHO T2. Disponibilidade hídrica de solo coeso sob a ação de poliacrilamida: qualidade física ambiental 19 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 RP: resistência do solo à penetração de raízes; CC: capacidade de campo; PMP: ponto de murcha permanente; PA: porosidade da aeração; Dsc: densidade crítica. Figura 2 – Diagramas do intervalo hídrico ótimo para os três tipos de tratamentos: controle – T0 (A); poliacrilamida – T1 (B); e poliacrilamida associada ao gesso – T2 (C). U m id ad e vo lu m ét ri ca ( cm 3 cm 3 ) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 Dsc Densidade do solo (g cm-3) U m id ad e vo lu m ét ri ca ( cm 3 cm 3 ) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 Dsc Densidade do solo (g cm-3) U m id ad e vo lu m ét ri ca ( cm 3 cm 3 ) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 Dsc Densidade do solo (g cm-3) RP (5 MPa) CC PMP PA RP (2 MPa) A B C Marcelo, V.F. et al. 20 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 Assim, do ponto de vista dos valores de IHO, quando da aplicação do PAM ao solo coeso, suas condições fí- sico-hídricas foram melhoradas, apresentando maior quantidade de água disponível (área hachurada) — conforme apresentado na Figura 2B (T1) —, indican- do melhoria na qualidade desse solo — superior quan- do comparada à Figura 2A (T0). Esse resultado concorda com Dias (2012), que, avaliando solos coesos pela ferramenta IHO, con- cluiu que o controle da qualidade física desses solos depende da conservação da água no perfil e na re- dução da RP. Embora os limites superior e inferior do IHO tenham sido, respectivamente, CC e RP à 5MPa — sendo esses limites indicadores dos valores críticos de Ds e disponi- bilidade de água (SILVA & KAY, 1997) —, a aplicação do PAM modificou essa condição, alterando o limite supe- rior (CC) a partir da Ds de 1,72 g cm-3, passando a ser limitado pela PA. Esse fato significa que, acima dessa Ds, há uma redu- ção nos tamanhos dos poros, promovendo redução dos espaços vazios, e, consequentemente, a diminui- ção de oxigênio aos processos metabólicos da planta (LAPEN et al., 2004). Essa redução será máxima quando a Ds atingir 1,78 g cm-3, valor da Ds c para o solo coeso sob tratamento T1. Com relação ao tratamento de PAM com gesso (T2, Figura 2C), os resultados comprovam que essa com- binação não foi favorável ao aumento da disponibili- dade de água, diminuindo-a quando comparada aos demais tratamentos. Nesse caso, ao contrário do que se observa com os coesos da Austrália (hardsetting), país pioneiro no uso de PAM para redução de coesão (ALMEIDA, 2008), a ação da PAM aplicada isolada- mente foi melhor quando comparada ao tratamento combinado (PAM + gesso). De fato, alguns autores comentam em suas pesqui- sas que o gesso tem um papel fundamental na apli- cação de PAM ao solo via sistema de irrigação, pois reduz a alta viscosidade desse polímero (YU et al., 2003; MAMEDOV et al., 2009). Entretanto, é impor- tante ressaltar que, no caso dos hardsetting da Aus- trália, esses solos, além dos problemas da coesão, apresentam também o caráter salino, diferente dos coesos do Brasil, ácidos com pH, em água, normal- mente entre 4,0 e 5,0 (GIAROLA & SILVA, 2002). Esse fato pode explicar o motivo da resposta negativa do tratamento com PAM + gesso, não sendo recomen- dado seu uso nos solos coesos do Brasil, já que não há a presença de sais o suficiente para classificá-los como hardsetting. Nesse estudo, os parâmetros utilizados para as variá- veis físico-hídricas do solo — RP, Ds e θ v — sob os res- pectivos tratamentos — T0, T1 e T2 — na determina- ção do IHO estão na Tabela 2. Os parâmetros resultantes da regressão linear refe- rentes aos tratamentos (T0, T1 e T2) para RP e v) em- pregados nos ajustes empíricos da equação estão nas Tabelas 3 e 4. Tratamento Limites do IHO (cm3 cm-3) Amplitude dos atributos Superior Inferior θ cc θ RP (à 5 MPa) Ds (g cm-3) IHO (cm3 cm-3) mínima Máxima Mínima máxima Mínima Máxima mínima máxima T0 0,210 0,220 0,170 0,210 1,560 1,750 0,010 0,040 T1 0,220 0,220 0,196 0,200 1,500 1,780 0,020 0,024 T2 0,207 0,212 0,180 0,210 1,580 1,700 0,002 0,027 Tabela 1 – Parâmetros do intervalo hídrico ótimo do solo coeso sob ação dos tratamentos. IHO: intervalo hídrico ótimo; θ cc : umidade volumétrica na capacidade de campo; θ RP (à 5 MPa) : umidade volumétrica na qual a resistência do solo à penetração de raízes atingiu 5 MPa; Ds: densidade do solo; T0: tratamento com água destilada; T1: tratamento com polímero aniônico à base de poliacrilamida; T2: tratamento a base de poliacrilamida e gesso. Disponibilidade hídrica de solo coeso sob a ação de poliacrilamida: qualidade física ambiental 21 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 Variável Média Desvio-padrão CV Mínimo Máximo Tratamento – T0 RP 5,556 5,995 89,902 1,070 15,790 Ds 1,677 0,048 2,841 1,560 1,774 θ v 0,212 0,043 20,393 0,145 0,301 Tratamento – T1 RP 5,415 4,650 85,889 1,300 15,000 Ds 1,693 0,076 4,522 1,505 1,933 θ v 0,213 0,042 19,897 0,148 0,298 Tratamento – T2 RP 5,836 4,821 82,597 1,410 15,600 Ds 1,672 0,034 2,031 1,585 1,726 θ v 0,205 0,038 18,706 0,136 0,283 Tabela 2 – Distribuição estatística dos parâmetros utilizados como variáveis físico-hídricas dos solos sob tratamento. CV: coeficiente de variação; RP: resistência do solo à penetração de raízes; Ds: densidade do solo; θ v : umidade volumétrica atual; T0: tratamen- to com água destilada; T1: tratamento com polímero aniônico à base de poliacrilamida; T2: tratamento a base de poliacrilamida e gesso. Coeficiente Erro padrão F Probabilidade Tratamento – T0 A 0,000472 0,000589 97,32 <.0001B -3,504000 0,402700 C 6,904500 1,893200 Tratamento – T1 A 0,010500 0,996000 108,50 <.0001B -4,028800 0,328000 C -0,662600 1,461000 Tratamento – T2 A 0,003160 0,008290 61,34 <.0001B -2,810400 0,431700 C 5,634300 4,695500 Tabela 3 – Parâmetros resultantes da regressão linear para ajustes dos valores de resistência do solo à penetração de raízes. T0: tratamento com água destilada; T1: tratamento com polímero aniônico à base de poliacrilamida; T2: tratamento a base de poliacrilamida e gesso. Marcelo, V.F. et al. 22 RBCIAMB | n.42 | dez 2016 | 12-25 CONCLUSÕES Os valores do IHO comprovam a eficiência desse atri- buto em avaliar a resiliência dos solos coesos sob trata- mento com polímero em relação à disponibilidade de água para as plantas. O estudo também evidenciou que apenas o tratamento T1 com PAM aumentou a disponi- bilidade de água às plantas e que o valor crítico da RP para avaliar o IHO de solo coeso está acima de 2 MPa. Embora os resultados sejam iniciais, consideran- do a complexidade e extensão do tema, o uso de polímeros poderá contribuir na redução dos impac- tos ambientais da agricultura sob as faixas restritas ou os fragmentos restantes de mata atlântica, ain- da presentes nos Tabuleiros Costeiros, quer pela elevação da produção — restringindo a necessida- de de ampliação das áreas de cultivo —, quer pe- las ações de reflorestamento — devido à amplia- ção da disponibilidade de água dos solos às plantas quando da adição de PAM. Coeficiente Erro padrão F Probabilidade Tratamento – T0 D -26788 0,55130 1621,72 <.0001E 0,5277 0,33220 F -0,0661 0,00572 Tratamento – T1 D 4,6011 5,36670 8,20 0,0003E -3,6319 3,30100 F -0,0679 0,09720 Tratamento – T2 D -2,1274 0,61400 1910,21 >.0001E 0,1976 0,36830 F -0,0703 0,00575 Tabela 4 – Parâmetros resultantes da regressão linear para ajustes dos valores da umidade volumétrica atual. T0: tratamento com água destilada; T1: tratamento com polímero aniônico à base de poliacrilamida; T2: tratamento a base de poliacrilamida e gesso. REFERÊNCIAS ALMEIDA, B. G. Métodos alternativos de determinação de parâmetros físicos do solo e uso de condicionadores químicos no estudo da qualidade do solo. 105p. Tese (Doutorado) – Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008. ALMEIDA, B. G.; RAIANE, S.; ALMEIDA, C. D. C. Uso de condicionadores químicos na redução da coesão de um solo hardsetting da Austrália. 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