ADAE-Anuais

Efeitos da composição e diversidade de cultivos de cobertura de inverno sobre a produção de alimentos e múltiplas funções ecossistêmicas

 

Objetivo

Estudar os efeitos de cultivos de cobertura como adubos verdes de inverno (composição e diversidade funcional de monocultivos e consórcios) sobre múltiplas funções ecossistêmicas (produção de biomassa; produção de alimentos nos ciclos de inverno e verão; invasão por plantas espontâneas; economia de mão-de-obra; funções ecossistêmicas do solo; etc).

 

Abordagem experimental

Em parcelas permanentes de Pesquisa agro-Ecológica de Longa Duração cada outono são implantados tratamentos de diferentes composições de espécies de cultivos de cobertura de inverno (adubos verdes). Na seguinte primavera são implantados consórcios de hortaliças de verão idênticos em todos os tratamentos, para podermos testar o efeito residual dos cultivos do inverno anterior.

Grupos funcionais de espécies

Para cada inverno são escolhidas três espécies de cobertura com adaptações ecofisiológicas contrastantes e hipoteticamente complementárias nos seus efeitos sobre múltiplas funções ecossistêmicas, conforme Tabela 1.  As funções ecossistêmicas de maior prioridade para os primeiros anos desse experimento incluem a produção rápida de biomassa; cobertura permanente do solo; estimulação da produtividade de hortaliças no seguinte ciclo de verão; supressão de plantas espontâneas que competem vigorosamente com os cultivos; etc.

A nossa meta de meio a longo prazo é poder generalizar as interpretações para os grupos funcionais de plantas, além das espécies plantadas.  Para poder testar a consistência de efeitos de diferentes espécies dentro do mesmo grupo funcional, variamos as espécies a cada ano, mas sempre escolhendo uma espécie de cada grupo funcional.  Um critério necessário para todas as espécies a serem escolhidas é a sua rusticidade em relação à não utilização de insumos agroquímicos, à baixa fertilidade do solo, ao seu pH ácido, à textura arenosa, ao lençol freático próximo da superfície do solo (drenagem pobre por períodos prolongados).

Tabela 1: Grupos funcionais de coberturas de inverno (adubos verdes) e espécies escolhidas em cada grupo nos anos 2012 a 2014.

Com o objetivo de testar se estes três “grupos funcionais” de cultivos de cobertura se complementam na geração de múltiplas funções ecossistêmicas, plantamos todas as combinações possíveis das 3 espécies, ou seja, em 3 monocultivos, 3 bicultivos e 1 tricultivo e a testemunha sem plantio (total de 8 tratamentos), conforme caixa azul na Tabela 2.

Composto orgânico de coleta seletiva urbana

Tabela 2: Tratamentos experimentais que permitem testar os efeitos da composição de cultivos de cobertura de inverno (caixa azul) e da adição de composto de coleta seletiva urbana de bairros próximos (caixa amarela).

Com o fim de estimular o crescimento das coberturas verdes e potencializar o seu efeito sobre as funções ecossistêmicas do solo, aplicamos antes do plantio de inverno nos 8 tratamentos composto orgânico maduro proveniente de coleta seletiva urbana de bairros próximos à Fazenda Experimental da Ressacada.  Num subexperimento paralelo, integrado nas mesmas parcelas permanentes testamos o efeito de não aplicar composto (comparando o tri-cultivo com e sem aplicação de composto (caixa amarela na Tabela 2).

Policultivos idênticos de hortaliças de verão

Em todos os ciclos de verão plantamos policultivos de hortaliças idênticos em todas as parcelas (variando as espécies entre anos) com o fim de poder testar os efeitos residuais da composição e diversidade de coberturas de inverno sobre as funções ecossistêmicas e a produção econômica no verão.  As espécies de hortaliças de verão e sua disposição espacial são escolhidas pela sua complementariedade funcional (hábito de crescimento, arquitetura da copa, estratégia de absorção de nutrientes, etc) e utilidade para alimentação humana ou como insumo agroecológico. No fim de cada ciclo (inverno e verão) toda biomassa não utilizada para alimento ou como insumo agroecológico é roçada manualmente e aplicada como cobertura morta no solo.

Delineamento experimental

O experimento é delineado em blocos completos casualizados (RCBD), visando manter os principais gradientes ambientais (iluminação, microtopografia, distância às valas de drenagem, etc) o mais homogêneos possível dentro dos três blocos, particionando a heterogeneidade inevitável entre os blocos (repetições).  A densidade de semeadura é alta objetivando evitar dinâmicas limitadas por propágulos e manteve-se constante nos sete tratamentos de plantio. Ou seja, a inclusão de mais uma (ou duas) espécie (s) nos tratamentos mistos deu-se por substituição de indivíduos. Cada bloco é então, composto por 9 parcelas contíguas de 4m x 4m cada.  No centro de cada parcela, uma subparcela de 2m x 0,5m está permanentemente marcada para quantificar anualmente a biomassa de cada espécie de cultivo e planta espontânea.  Em fase de plena floração do inverno (2012-2013) e/ou na fase de fechamento do dossel herbáceo no início do ciclo de verão (2014-) amostramos:

  • Biomassa aérea nos retângulos centrais por espécie de cultivo e planta espontânea, registrando as formas de crescimento;
  • Atributos funcionais biogeoquímicos e reprodutivos por espécie de cultivo por parcela;
  • Atributos funcionais biogeoquímicos e reprodutivos por espécie de espontânea (das 4 espécies espontâneas mais frequentes nas parcelas) dentro ou fora das parcelas, conforme disponibilidade do número necessário de indivíduos.
Fig. 1: Croqui dos experimentos da Área Didática Agroecológica Experimental: ADAE-Anuais [vermelho] & ADAE-Sul [verde] (data da imagem 13-03-2014; fonte: www.google.com/earth, CNES/Astrium).

Fig. 1: Croqui dos experimentos da Área Didática Agroecológica Experimental: ADAE-Anuais [vermelho] & ADAE-Sul [verde] (data da imagem 13-03-2014; fonte: www.google.com/earth, CNES/Astrium).

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