A estabilidade e a sustentabilidade de sistemas de produção agrícola são preocupações cada vez mais constantes para toda a sociedade. Os agricultores necessitam ter garantida sua sobrevivência econômica e a sociedade depende da produção agrícola para sua própria existência. Essa estabilidade, por sua vez, somente pode ser mantida se houver uso adequado e racional dos recursos naturais, especialmente do solo e da água (VIANA et al., 2008).
De acordo com Chrisóstomo et al. (2006), o solo é componente essencial de agroecossistemas e deve ser encarado como uma commoditie ambiental, de modo que sua capacidade produtiva e sua qualidade devem ser mantidas e/ou melhoradas. Suas propriedades físicas, químicas e biológicas, bem como processos relacionados a elas, devem ser preservados de maneira que o solo seja capaz de prover meio para o desenvolvimento das plantas, de regular a distribuição da água no ambiente e de servir como um tampão ambiental na formação, atenuação e
degradação de produtos danosos ao ambiente (SCHOENHOLTZ; VAN MIEGROET; BURGER, 2000). Estes autores complementam dizendo que o aporte contínuo de resíduos vegetais na superfície do solo e, por consequência, de carbono e de nitrogênio, contribuem significativamente para a qualidade do solo. A recuperação do teor de matéria orgânica do solo pode ser obtida com o uso de sistemas conservacionistas de produção agrícola, que reduzem o revolvimento do solo e pela adoção de sistemas de rotação de culturas com alto aporte de resíduos ao solo.
Nas regiões tropicais, os sistemas de produção agrícola que envolve a pulverização da camada superficial do solo pelo manejo, promovem a decomposição e a queima acelerada dos componentes orgânicos tornando-os mais sujeitos às variações rápidas que afetam negativamente o desenvolvimento da planta (ARF et al., 2007). Os solos sob cultivo devem ser manejados de modo a alterar o mínimo possível as características físicas e químicas, especialmente aquelas que afetam a infiltração e a retenção de água, como porosidade e agregação.
Os sistemas de manejo do solo afetam diferentemente a sua densidade, porosidade e o armazenamento de água ao longo do perfil, interferindo diretamente no desenvolvimento da cultura. Conforme Kluthcouski et al. (2000), a produtividade, na maioria das culturas sob diferentes manejos do solo apresenta, entretanto, comportamentos variáveis.
No processo de produção agrícola há necessidade de que o solo esteja em condições físicas, químicas e biológicas adequadas para o desenvolvimento das culturas. O manejo do solo visa alterar o estado físico, químico e biológico de forma a garantir melhores condições para o desenvolvimento das plantas. Todavia, sob a ação de agentes naturais tais como chuvas e ventos, o solo pode perder parte dos seus nutrientes por erosão quando não é manejado corretamente.
O manejo convencional do solo consiste no revolvimento de camadas superficiais com o intuito de incorporar corretivos e fertilizantes e aumentar os espaços porosos, e com isso, aumentar a permeabilidade e o armazenamento de ar e água, facilitando o desenvolvimento das raízes das plantas. O revolvimento do solo promove o corte e o enterrio das plantas daninhas e auxilia no manejo de insetos praga e patógenos de solo (GADANHA JUNIOR et al., 1991). Gabriel Filho et al. (2000) citam que o revolvimento do solo é realizado basicamente com arações e gradagens, cujo arado efetua o corte, elevação, inversão e queda com um efeito de esboroamento de fatias do solo denominadas de leivas. A grade complementa esta
operação diminuindo o tamanho dos torrões e nivelando o terreno. Entretanto, este revolvimento altera a agregação das partículas, principalmente da argila, que retém os nutrientes necessários às plantas, facilitando as perdas por lixiviação e erosão.
O uso indiscriminado de implementos para o revolvimento do solo pode levar à compactação do mesmo. A compactação afeta a aeração por causa das modificações na estrutura do solo e na drenagem da água. O efeito imediato é a redução no volume de macroporos dificultando a aeração e consequentemente o desenvolvimento radicular. O manejo sucessivo do solo com “grade pesada”, além de ocasionar excessiva desintegração física, pode levar à formação de “pé de grade”, uma camada compactada logo abaixo da profundidade de corte da grade (CRUZ et al., 2008a). Essa camada reduz a infiltração de água no solo, o que, por sua vez, irá favorecer maior escorrimento superficial e, consequentemente, a erosão do solo e a redução da produtividade de milho.
As “grades pesadas”, assim como outros equipamentos de discos, são agentes causadores de maior compactação, pois a massa total do equipamento é distribuída numa área muito pequena do disco. Provavelmente, a opção pela “grade pesada” se faz em função da possibilidade de ser obtido maior rendimento operacional com menor consumo de combustível, além de se conseguir realizar tanto a aração primária quanto a secundária, destorroamento e nivelamento, com esse implemento (VIANA et al., 2008).
A principal característica do escarificador é que, durante o manejo, ele somente desintegra o solo, sem revolvê-lo demasiadamente e sem causar compactação, trabalhando até uma profundidade de 0,4 m. Sua utilização é de grande eficiência na descompactação do solo e, para tanto, deve ser empregado quando o solo apresenta-se dentro da faixa de friabilidade (VIANA et al., 2008), para que não haja formação de grande quantidade de torrões. Apresenta bom rendimento operacional, proporcionando bom desenvolvimento do sistema radicular das plantas e facilidade para a infiltração de água no solo, além de possibilitar que grande parte dos resíduos culturais permaneçam sobre a superfície do solo.
O sistema plantio direto surgiu com o intuito de minimizar o impacto causado pelo revolvimento do solo, visando diminuir a erodibilidade, melhorar o desenvolvimento das culturas e aumentar o teor de matéria orgânica e a disponibilidade de nutrientes ao longo do tempo (LOPES et al., 2004). O sistema plantio direto se constitui em uma das melhores formas de condução da agricultura
em direção a sustentabilidade. Este sistema baseia-se na adoção de tecnologias de conservação e/ou melhoria da qualidade dos recursos naturais e no aumento da eficiência na utilização de insumos e mão-de-obra. Segundo Veiga, Reinert e Reichert (2010), o sistema plantio direto é um sistema mais estável, que possibilita maiores benefícios ambientais, como o aumento da atividade biológica do solo, pela menor amplitude de temperatura e maior conservação da umidade, e menores oscilações de pH, reduzindo a remoção de partículas do solo e diminuindo a perda de fertilizantes e agrotóxicos.
Sobretudo, para ser viabilizada técnica e economicamente, o sistema plantio direto não deve ser enfocado apenas como um método alternativo de semeadura ou manejo do solo. Necessita ser tratado como um sistema de produção, abrangendo um complexo ordenado de práticas agrícolas inter-relacionadas e interdependentes que incluem, além do não revolvimento do solo, a rotação diversificada de culturas e a utilização de coberturas vegetais para formar e manter a massa seca sobre a superfície do solo (BORGHI et al., 2007), sem as quais, os objetivos e vantagens do sistema não são alcançados. A rotação de culturas, em sistema plantio direto, contribui para o aumento nos teores de matéria orgânica superficial, e também possui a capacidade de reciclagem dos nutrientes em profundidade, como o nitrato e sulfato, cuja percolação torna mais difícil a disponibilidade, principalmente às culturas com sistema radicular mais superficial (SILVA et al., 2009b).
Portanto, para a consolidação deste sistema, é de fundamental importância o estabelecimento de culturas para a produção de massa seca, em quantidade adequada à cobertura do solo, o que se revela um problema em regiões mais quentes e com restrições hídricas, por causa da dificuldade de estabelecimento das culturas produtoras de massa seca e acelerado processo de decomposição da mesma. Assim, deve-se conhecer a espécie vegetal a ser utilizada no programa de rotação ou consorciação de culturas, quanto à sua produção de massa seca e velocidade de decomposição, pois são características que interferem nos atributos químicos, entre eles, a CTC, que por sua vez, afeta diretamente a dinâmica de cátions no solo (ANDREOTTI et al., 2008).
Santos, Tomm e Kochhann (2003) constataram maior produtividade de milho no sistema plantio direto quando comparados com cultivo mínimo e manejos com arado de disco e aiveca. Figueiredo et al. (2005) avaliaram o efeito de sistemas de manejo do solo na absorção de nitrogênio pelo milho em Latossolo Vermelho no
Cerrado e verificaram que os sistemas de manejo, instalados em 1979, influenciaram a dinâmica de absorção de nitrogênio pela planta, sendo que sob o sistema plantio direto e cultivo mínimo com escarificador, houve maior eficiência de recuperação no nitrogênio oriundo do fertilizante além de maiores teores de nitrogênio nos grãos quando comparado aos manejos com arado de disco e aiveca.
Arf et al. (2007) avaliando o comportamento do milho em função do manejo do solo e da época de aplicação de nitrogênio, no município de Selvíria – MS, durante os anos agrícolas 2001/02 e 2002/03, concluíram que o sistema plantio direto proporcionou maior população de plantas e maior produtividade em relação ao manejo convencional do solo (“grade pesada” e arado de aiveca) e que a adubação nitrogenada incrementou a produtividade de milho em mais de 29%.
A associação de sistemas conservacionistas de manejo do solo (sistema plantio direto e cultivo mínimo) e o uso de fabáceas proporcionaram melhor fornecimento de nitrogênio ao milho (efeito imediato). Ademais, em subparcelas nas quais se utilizou rotação com aveia + ervilhaca/milho + caupi, houve incrementos de 26 e 19% na quantidade de nitrogênio absorvido e na produtividade, respectivamente, em relação ao tratamento com uso de apenas aveia/milho (AMADO et al., 1999).
Ressalta-se que a opção do sistema de manejo do solo varia com a textura, estrutura e grau de compactação do solo, bem como de acordo com a disponibilidade de equipamentos e de recursos do agricultor (NASCENTE et al., 2011). A seleção do manejo do solo é fator imprescindível para a obtenção de altas produtividades. Entretanto, deve-se ter em mente que esse objetivo não se resume ao próximo período agrícola apenas, mas também, deve visar o longo prazo. Para que isso aconteça, as alterações físicas indesejáveis ao solo devem ocorrer no menor grau possível, ao mesmo tempo em que se busca a manutenção do solo como um recurso não degradado e a menor interferência possível no meio ambiente (VIANA et al., 2008).
No sistema plantio direto, o conceito de recuperação de nitrogênio pelas plantas é mais abrangente que no sistema convencional. Porém, no Brasil, a maioria dos estudos de recuperação da fertilização nitrogenada em milho, sob sistema plantio direto, tem sido conduzida em casa de vegetação e os resultados obtidos podem ser muito diferentes daqueles encontrados sob condições de campo
(FERNANDES; LIBARDI, 2007). Todavia, os estudos de recuperação de nitrogênio em casa de vegetação são bases para pesquisas em condições de campo.
A importância da cultura antecessora à cultura principal em sistema plantio direto tem sido mostrada em diversos trabalhos, com maiores alternativas no Sul do País em relação ao Cerrado, pelas condições climáticas mais favoráveis. A cultura antecessora já se constitui num dos critérios para a recomendação da adubação nitrogenada para a cultura do milho em sistema plantio direto, nos Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul (AMADO; MIELNICZUK; AITA, 2002). O maior benefício para o milho tem sido registrado, no Sul do País, pelo uso preferencial de fabáceas que podem reduzir a demanda de nitrogênio entre 50 e 70%.
Segundo Rambo et al. (2004), o manejo correto da adubação nitrogenada é fundamental nos princípios da agricultura de precisão, visando aumentar a eficiência de uso do nitrogênio; desta forma, a avaliação do efeito da adubação nitrogenada em cobertura na cultura do milho é uma prática importante no contexto da nutrição de plantas, contribuindo para a minimização dos custos de produção; contudo, ressalva-se que a eficiência da adubação depende, dentre outros fatores, das condições climáticas, do tipo de solo e da capacidade de extração de nutrientes pelas plantas, durante o cultivo (NEUMANN et al., 2005).