Efeito da queima sob o teor de umidade, características físicas e químicas, matéria orgânica e temperatura no solo sob pastagem (Effect of the it burns under the humidity tenor, physical and chemical characteristics, organic matter and temperature in soil under pasture)

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Resumo
A ação do fogo provoca uma série de modificações de natureza física, química e biológica no solo. O uso contínuo do fogo tem como conseqüência a exposição do solo ao impacto das gotas de chuva, aumentando a compactação e a erosão, além de interromper gradualmente o ciclo de retorno da matéria orgânica, diminuindo a capacidade de troca de cátions, a retenção de água, a perda de nutrientes do sistema, principalmente N, S e K, o que favorece o surgimento de plantas invasoras e acelera o processo de degradação das pastagens.

Abstract
The action of the fire provokes a series of modifications of physical nature, chemistry and biological in the soil. The continuous use of the fire has as consequence the exhibition of the soil to the impact of the rain drops, increasing the compacting and the erosion, besides interrupting the cycling of return of the organic matter gradually, reducing the capacity of cautions change, the retention of water, the loss of nutrients of the system, mainly N, S and K, what favors the appearance of plants invasion and it accelerates the process of degradation of pastures.
Publié le : dimanche 1 janvier 2006
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Source : REDVET. Revista electrónica de Veterinaria 1695-7504 2006 Vol. VII, Nº 03
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Efeito da queima sob o teor de umidade, características físicas e
químicas, matéria orgânica e temperatura no solo sob pastagem
(Effect of the it burns under the humidity tenor, physical and chemical
characteristics, organic matter and temperature in soil under pasture)

1 2 1Anderson de Moura Zanine e Dione Diniz Doutorando em Zootecnia, UFV,
2Viçosa, MG, Bolsista do CNPq. Anderson.zanine@ibest.com.br Zootecnista autônomo,
graduado pela Universidade Católica de Goiás, UCG.


Resumo Abstract
A ação do fogo provoca uma série de The action of the fire provokes a series of
modificações de natureza física, química e modifications of physical nature, chemistry
biológica no solo. O uso contínuo do fogo and biological in the soil. The continuous
tem como conseqüência a exposição do use of the fire has as consequence the
solo ao impacto das gotas de chuva, exhibition of the soil to the impact of the
aumentando a compactação e a erosão, rain drops, increasing the compacting and
além de interromper gradualmente o ciclo the erosion, besides interrupting the
de retorno da matéria orgânica, cycling of return of the organic matter
diminuindo a capacidade de troca de gradually, reducing the capacity of
cátions, a retenção de água, a perda de cautions change, the retention of water,
nutrientes do sistema, principalmente N, S the loss of nutrients of the system, mainly
e K, o que favorece o surgimento de N, S and K, what favors the appearance of
plantas invasoras e acelera o processo de plants invasion and it accelerates the
degradação das pastagens. process of degradation of pastures.
Palavra-chave: combustão, umidade, Key word: combustion, cycling, humidity,
minerais, ciclagem. minerals.


1. Introdução

O fogo tem sido um agente modificador do ambiente desde os estádios de formação da
terra. Utilizado em algumas regiões do mundo e proibido em outras, tem dado motivo para
uma grande polêmica. Na Europa Continental, o uso do fogo, como controle da vegetação, é
proibido. Na Inglaterra, era permitido em condições muito especiais para controle de certas
doenças. Recentemente, com o uso de novas alternativas, também está proibido (Jacques,
2003).

O fogo, antes mesmo de sua descoberta pelo homem, já agia sobre o ambiente provocando
efeitos variados. Descoberto, o fogo foi uma das primeiras armas usadas pelo homem
primitivo para transformação dos seus biótipos. Essa capacidade de transformação do
ambiente inerente ao fogo tem, segundo Figueiras (1981), desafiado autoridades e
pesquisadores no sentido do seu controle e da compreensão de sua dimensão ecológica,
dado seu uso como uma tradição secular em nossos campos e cerrados.

Moura Zanine, Anderson; Moura Zanine, Dione Diniz; Efeito da queima sob o teor de umidade, caracteristicas 1
fisicas e quimicas, materia organica e temperatura no solo sob pastagem . Analise do desempenho brasileiro no
mercado internacional de carne bovina. Revista Electrónica de Veterinaria REDVET ®, ISSN 1695-7504, Vol. VII,
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A queima aparece como uma prática alternativa bastante utilizada, por ser de baixo custo e
fácil adoção. Sua principal finalidade consiste na remoção da "macega", capim rejeitado pelo
gado, proporcionando uma nova rebrotação em períodos de escassez de alimentos. Esta
rebrotação , por ser mais tenra, palatável e de melhor qualidade, pode levar a melhores
resultados em termos de produção animal.

Outro efeito da queima é a eliminação da ação seletiva do gado na composição botânica da
pastagem (Arias, 1963), por eliminar igualmente espécies de menor valor nutritivo que, por
serem rejeitadas pelo gado, tendem a aumentar de freqüência ao longo dos anos, e espécies
de maior valor, altamente selecionadas
pelo gado, que tendem a diminuir com o pastejo. Se for considerado que a preferência do
animal por diferentes plantas e comunidades constitui um ponto crítico do manejo em
termos de manutenção da pastagem (Araújo, 1985), as queimadas teriam sempre um efeito
benéfico. No entanto, as espécies respondem de maneiras diferentes a esta prática, e o
domínio da mesma estaria em aumentar espécies ou parte de plantas desejáveis e reduzir
espécies indesejáveis.

Por outro lado, o fogo afeta diretamente o crescimento, a sobrevivência e reprodução das
plantas e ainda atua sobre a dinâmica do banco de sementes. É um dos poucos distúrbios
que mata plantas adultas, abrindo espaços e promovendo a sucessão vegetal e contribuindo
para que acentuadas mudanças ocorram na composição florística das pastagens naturais
(Steuter e Mcpherson, 1995; Bond e Wilgen, 1996). A adaptação das plantas e comunidades
ao fogo evoluiu sob determinadas condições ambientais em uma escala temporal e espacial
(Steuter e Mcpherson, 1995), sendo a extensão do distúrbio ajustada às variações climáticas
e topográficas.

O objetivo da revisão é abordar o efeito da queima sob o teor de umidade, características
físicas e químicas, matéria orgânica e temperatura no solo sob pastagem.

2. Efeito do fogo sob a umidade do solo

A ação do fogo provoca uma série de modificações de natureza física, química e biológica no
solo. Muitos autores referem-se ao uso do fogo como método de manejo de solo condenável,
atribuindo-lhe possíveis ações degradantes e esterilizantes do solo (Spera, 2000).

A queima pode ainda alterar a umidade do solo em razão de mudanças na taxa de
infiltração, na taxa de transpiração, na porosidade e na repelência do solo à água. Mallik et
al., (1984) observaram que a redução da capacidade de retenção de água pelo solo pode ser
atribuída à diminuição na microporosidade, atributo esse que pode variar conforme as
alterações na densidade do solo (Archer e Smith, 1972).

Em áreas de pastagens onde se efetua a queima, a taxa de infiltração é reduzida, havendo
também aumento das perdas de água por evaporação (Iaunchbaugh, 1965). Uma menor
cobertura vegetal, devido à queima, além de reduzir a taxa de infiltração, permite um
aumento nas perdas d’água por corrimento (Mattos, 1971). Na tabela 1 podem ser
observadas as percentagens de umidade e escorrimento de um solo com Andropogon sp,
submetido à queima.
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Tabela 1. Efeito da queima sobre a umidade do solo.
Tratamentos Umidade (%) Escorrimento (em pol)
Sem queima 83 0,7
Queima na primavera, tardiamente 46 2,5
Qu em meio à primavera 39 2,5
Queima no início da primavera 37 2,5
Qu no outono, tardiamente 39 2,5
Fonte: Semple, (1970).

Segundo estudos realizados em Latossolo Amarelo do Vale do Ribeira, Estado de São Paulo,
a queima promove a formação de crosta superficial, que reduz a infiltração da água no solo
(Hernani et al., 1987). A redução da porosidade também é observada. Porém, Meirelles
(1990) não constatou diferenças significativas no teor de umidade entre áreas queimadas e
não-queimadas de uma gleba de campo sujo de Cerrado, em Planaltina, DF. Leite (1996)
verificou, um mês após a queima, aumento na infiltração de água em um Latossolo
Vermelho- Amarelo. Sharrow e Wright (1977) constataram redução na infiltração e no
armazenamento da água em solo argiloso, nos Estados Unidos, sob pastagem nativa,
quando submetida à queima com gasolina.

Mallik et al., (1984) observaram, em um solo Podzólico Bruno, em clima temperado, o
entupimento dos poros da camada superficial pelas cinzas oriundas de queimadas. Hernani
et al., (1987), entretanto, não verificaram esse efeito em solo em clima tropical (Latossolo
Amarelo), embora Santos et al., (1992) tivessem verificado, em Latossolo
VermelhoAmarelo, que a umidade do solo sob pastagem não queimada é o dobro da submetida à
queima, e atribuíram rápida mineralização e na acelerada ciclagem dos nutrientes. Já no
tocante ao estrato arbóreo, o fogo influencia principalmente a redução do porte das árvores
e o aumento da sua tortuosidade (Ramos e Rosa, 1996).

A queima impõe ao solo um regime de déficit hídrico, o que de certa forma condiciona o uso
do fogo a regiões onde haja abundância de precipitação e/ou, com muito critério, em locais
de precipitações reduzidas, sob pena de obter-se resultados negativos (Alba, 1958).

Na figura 2 podem ser observados as curvas características de retenção de água, nas
profundidades de 0 a 5 cm, 5 a 10 cm e 10 a 20 cm, mostrando que nas camadas do solo
3 -3houve pequenas variações (de até cerca de 0,02 m m ou 2 L de água) entre os
tratamentos para as respectivas profundidades. Os autores relataram que quando se
comparou as curvas de retenção de água no solo nas profundidades estudadas, verificou-se
que os teores de água retida diminuíram com a profundidade. Essas reduções
acompanharam a diminuição, em profundidade, da densidade do solo, da mesoporosidade e
da microporosidade (Spera et al., 2000).





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Figura 2. Curvas de retenção de água nas tensões Pf = 1,78 (0,006 MPa), Pf = 2,00 (0,01
MPa), pF =2,52 (0,033 MPa), pF = 2,78 (0,06 MPa), pF = 3,00 (0,1 MPa) e pF =
4,18 (1,5 MPa), nas profundidades de 0 a 5 cm. 5 a 10 cm e 10 a 20 cm, das
parcelas com e sem fogo.
Fonte: Spera et al., 2000.


3. Efeito do fogo sob a matéria orgânica do solo

O uso contínuo do fogo tem como conseqüência a exposição do solo ao impacto das gotas de
chuva, aumentando a compactação e a erosão, além de interromper gradualmente o ciclo de
retorno da matéria orgânica, diminuindo a capacidade de troca de cátions, a retenção de
água, a perda de nutrientes do sistema, principalmente N, S e K (Uhl e Buschbacher, 1988;
Bono et al., 1996), o que favorece o surgimento de plantas invasoras e acelera o processo
de degradação das pastagens.

Em pastagem, a ação do fogo é relativamente rápida, e o impacto na matéria orgânica não é
significativo quando se considera apenas uma queima. Queimas sucessivas na mesma área
podem, ao longo do tempo, modificar os teores de matéria orgânica (Bono et al., 1996).

De acordo com Santos et al., (1992), as perdas de solo e de matéria orgânica em pastagens
queimadas são maiores quanto menor o intervalo entre queimas, a declividade do terreno e
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o tipo de solo. Por essa razão, a queima bienal não deve estar promovendo alterações
significativas nas características físicas do solo.

Os resultados para matéria orgânica são divergentes, mas no geral são tidos como bons
(Papanastasis, 1980). A justificativa para isto, deve-se ao fato de que a ação decompositora
ocorre a um nível inferior da vegetação, região que não aquece em demasia o que pode ser
notado em pastagens de gramíneas, as quais, muitas vezes, são estimuladas, acelerando a
produção e substituição das raízes quando o fogo é usado (Arias, 1963; Villares, 1966).
Outra Explicação para o fato é que a matéria orgânica, nos solos tropicais, decompõe-se
com rapidez, não ficando acumulado como cobertura morta; em conseqüência, os danos que
se causa a este elemento, quando se faz à queima é mínimo (Semple, 1970).

Moore, 1960, citado por Costa (1982) em resultados de trinta anos de trabalhos com queima
de pastagens em solo com vegetação tipo savana, na Nigéria, encontrou teores de matéria
orgânica 30% mais altos nas parcelas com queima leve (início do período seco) do que
aquelas com queima severa (fim do período seco).

Wright et al., (1976) observaram perdas de matéria orgânica do solo, variando de 0,08% a
0,56% para áreas com declividade moderada (8 a 20%) e íngreme (37 a 61%),
respectivamente. Em pastagem de colonião (Panicum maximum) submetida a aplicações de
queima, não observou-se diferenças significativas para o teor de carbono orgânico quando
comparou-se com tratamentos de roçagem e ao controle (Costa, 1982).

Corrêa e Aronovich (1979), descreveram que a queima apresentou efeito positivo sobre o
pH do solo e sobre o teor de húmus; o teor de fósforo das parcelas queimadas apresentou
valores maiores do o controle, porém, foi menor do que o das parcelas ceifadas (Tabela 3).

Tabela 3. Influência da queima sobre o pH, húmus e fósforo do solo
Tratamentos pH Húmus P o 2 5
g/100g solo mg/100g solo
Queima Início 4,98 1,43 8,75
Final 5,561,34 11,83
Ceifa Início 5,10 1,35 14,88 5,661,31 19,31
Controle Início 5,101,17 5,47 1,11,91
Fonte: Adaptado de Corrêa e Aronovich (1979)

4. Efeito do fogo nas características químicas no solo

A ocorrência de fogo no cerrado é muito antiga, o que foi confirmado por Coutinho (1981)
ao encontrar fragmentos de carvão vegetal de 8.600 anos no interior do solo de uma área
recoberta por vegetação de campo cerrado, os quais foram datados pelo método do C14.

A ciclagem de nutrientes minerais é um aspecto de grande relevância nos ecossistemas que
sofrem queimadas freqüentes, especialmente no Cerrado, que apresenta solos pobres
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(Haridasan, 1994) e baixa taxa de decomposição da liteira. Devido a grande variação de
formas fisionômicas, composição florística, características do solo e diferenças no regime e
freqüência de queimadas, há grande variação no conteúdo dos nutrientes na vegetação do
Cerrado (Batmanian 1983; Pivello e Coutinho 1992; Kauffman et al., 1994; Castro e
Kauffmann, 1998), o que torna difícil uma estimativa precisa da perda de nutrientes durante
as queimadas. Durante uma queimada, os nutrientes podem ser volatilizados, perdidos no
transporte de partículas, depositados como cinza ou permanecer na vegetação não
queimada. Estudos realizados no Cerrado nos permitem sugerir que a perda de nutrientes
da vegetação durante as queimadas decresce ao longo do gradiente fitofisionômico que vai
do campo limpo ao cerrado sensu stricto (Kauffman et al., 1994; Castro e Kauffmann,
-1
1998). De forma geral, cerca de 300-400 kg ha de cinzas são depositadas sobre o solo do
cerrado após uma queimada (Coutinho, 1990).

Enquanto, na Região Amazônica, para a utilização agropecuária, a vegetação original é
geralmente derrubada e queimada antes do plantio das culturas ou das pastagens. Como
resultado de incorporação no solo das cinzas proporcionadas pelas queimadas, ocorrem
grandes modificações, principalmente nas propriedades químicas do solo. Há um aumento
do pH, das bases trocáveis e do P, e uma redução do Al trocável e da porcentagem de
saturação de Al. Por outro lado, é possível que a redução no teor de Al trocável possa
reduzir a capacidade de fixação de P (Veiga e FalesI, 1986). Essas modificações no solo,
com a queima, garantem o sucesso, pelo menos nos primeiros anos, dos cultivos de
subsistência.

O acúmulo de cinzas pode elevar o pH em função da alcalinidade das cinzas (Arias, 1963).
Outros autores também encontraram um aumento na disponibilidade de fósforo, cálcio e
magnésio (Christensen, 1976; Willms et al., 1981). Não há dúvida de que a queima
promove a liberação imediata de nutrientes para o solo.

Lourenço et al., (1976) encontrou aumento nos teores de fósforo e potássio disponíveis,
cálcio e magnésio trocável e do pH do solo, 120 dias após a queima de pastagem de
capimjaraguá (Hyparrenia rufa (Nees) Stapf.), consorciado com leguminosas.

Costa (1987) observou que tratamentos de queima não influenciaram os valores de pH,
teores de carbono orgânico, nitrogênio total, cálcio e magnésio trocável, potássio e fósforo
disponível, quando comparadas aos tratamentos de roçagem e controle, atribuindo, isto ao
fato de o fogo ter sido aplicado a favor do vento, o que proporcionou uma queima rápida
com menor elevação da temperatura do que uma queima lenta realizada contra o vento.
Bono et al., (1994), trabalhando com pastagem nativa, encontraram que a queima não
alterou o pH, os níveis de P, Ca, Mg e de matéria orgânica no solo. Estes observaram que
apenas o K teve seu nível alterado após a queima.

Figueiredo et al., (1995), avaliando o efeito da queima de pastagens de colonião, no Estado
do Acre, no mês de agosto de 1993 e no mesmo mês do ano seguinte, sobre as
características químicas do solo, concluíram que os melhores efeitos da queima são obtidos
se a mesma não for repetida ano a ano, apesar da segunda queima proporcionar aumentos
significativos nos teores de fósforo, potássio e pH, uma vez que esta segunda queima
revela-se condicionante do aumento dos teores de Al+H, e queda nos teores de cálcio e
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magnésio (Tabela 2). Se a queima realizar-se após vedação de um ano e as primeiras
chuvas, isto condiciona melhorias ao complexo sortivo do solo, sem prejuízo para as plantas.

Tabela 2. Parâmetros químicos e produtividade de uma pastagem de colonião submetida a
queimadas sucessivas
Trat Prof pH P C K Al+H Mg Ca Prod
cm ppm % meq/100g t/ha
1 0-20 4,3 2 0,40 0,09 3,33 1,7 1,03
20-40 4,6 1 0,30 0,05 2,01 2,0 1,20
2 0-20 3 0,40 0,14 1,82 1,21 0,81
20-40 4,6 1 0,30 0,05 1,80 2,2 1,50
3 0-20 5,1 4 0,57 0,90 3,10 2,1 0,90 0,93
20-40 2 0,43 0,40 3,70 1,6
Fonte: Adaptado de Figueiredo (1995)
Trat. 1 - Sem queima 2 - Pós-queima/93
Trat. 3 - Pós-queima/94


5. Efeito do fogo sobre a temperatura do solo

A interferência na temperatura do solo pode ser direta, pelo aumento do calor no momento
da queima, ou indireta, pelo aumento nas flutuações térmicas em função da destruição da
vegetação.

Não há dúvida de que o efeito do fogo e a temperatura que pode ser atingida na superfície
dependem da quantidade de material combustível e das condições ambientais. Mas, em
princípio, quando é usada a queima é porque tem o que queimar. Isto é, porque existe boa
quantidade de material combustível. A questão da temperatura atingida pelo efeito do fogo
tem sido estudada por alguns autores. Cesar (1980), citado por Coutinho (1994), observou
temperatura de 280º C a 1cm de profundidade do solo. Em outros trabalhos, citados por
Coutinho (1994), as temperaturas na superfície variaram de 52-56ºC até 800ºC. Vale
ressaltar que espécies prostradas (rasteiras) sofrem mais os efeitos do fogo que espécies
cespitosas (touceiras) que são, naturalmente, mais protegidas (Jacques, 2003).

Damé et al., (1996), avaliando os efeitos do fogo sobre a temperatura do solo, observaram
que a mesma variou de 20º a 22ºC na superfície, 15,3º a 15,9ºC a 5 cm de profundidade e
de 14,6º a 14,8ºC a 10 cm de profundidade, respectivamente antes e após a queima. Os
autores colocam que os efeitos não foram tão pronunciados, provavelmente devido ao baixo
resíduo na área. Estes resultados contrastam com os de Alejo et al. (1988), que efetuaram
queimas três dias e um dia depois de uma chuva; as temperaturas foram 66º, 75º e 149ºC
(três dias após chuva de 54 mm), e 135º, 149º, 204ºe 206ºC (um dia após chuva de 24
mm).

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Silva e Miranda (1996), estudando a temperatura do ar e do câmbio de espécies lenhosas do
cerrado, encontraram que a temperatura do ar durante a passagem do fogo atingiu valores
acima de 800ºC, enquanto que a temperatura do câmbio permaneceu próxima de 65ºC.


6. Efeito do fogo sobre as características físicas do solo

Um dos fatores responsáveis pela erosão acelerada é a remoção natural da cobertura
vegetal ou da cobertura morta, que deixa o solo descoberto (Buckman e Brady, 1976), que
sobre o impacto das gotas de chuva, pode sofrer destruição dos agregados do solo,
especialmente em solos de textura fina. Isto resulta no endurecimento da superfície e
redução da infiltração, que pode ser acentuada em locais queimados face a destruição da
matéria orgânica, estrutura e agregados da superfície do solo (Garza e Blackburn, 1985).

A queima ao remover a cobertura morta da vegetação herbácea, deixando o solo
potencialmente exposto a altas taxas de erosão pela água, pode afetar a qualidade e
quantidade do escorrimento (Garza et al., 1985). E se o terreno é inclinado, a erosão é
ainda mais facilitada (Semple, 1970).

Arias (1963) observou que os efeitos da erosão em áreas queimadas serão menores, caso o
pastejo e a incidência de chuvas fortes só ocorram após a regeneração da cobertura vegetal.


7. Considerações Finais

É inquestionável que após queimadas consecutivas e freqüentes que a comprometimento do
ambiente do solo.

Para o teor de umidade, verifica-se de mudanças na taxa de infiltração, transpiração, na
porosidade e na repelência do solo à água.

Em relação à matéria orgânica do solo, ocorre uma rápida mineralização, diminuindo a
capacidade de troca de cátions, a retenção de água, e perda de nutrientes do sistema.

Na temperatura do solo pode ter efeito direto, pelo aumento do calor no momento da
queima, ou indireta, pelo aumento nas flutuações térmicas em função da destruição da
vegetação.

Na característica física do solo, a queima é responsável pela erosão, e esse quadro se
agrava em solos com declividade acentuada.







Moura Zanine, Anderson; Moura Zanine, Dione Diniz; Efeito da queima sob o teor de umidade, caracteristicas 8
fisicas e quimicas, materia organica e temperatura no solo sob pastagem . Analise do desempenho brasileiro no
mercado internacional de carne bovina. Revista Electrónica de Veterinaria REDVET ®, ISSN 1695-7504, Vol. VII,
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