Em julho de 2011, foi realizado o plantio experimental de enriquecimento com dois SAFs (simples e biodiverso) em delineamento em blocos ao acaso, com oito repetições em parcelas de 144 m², constituídas de quatro linhas com seis árvores de guanandi em cada linha. Nas entrelinhas foram cultivadas as espécies alimentícias anuais em SAF simples, mandioca e araruta em rotação; e SAF biodiverso, que também foi enriquecido com feijão guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.), bananeira (Musa sp.), palmeira juçara (Euterpe edulis Mart.) e 14 espécies florestais nativas (Bixa orellana L., Pseudobombax grandiflorum (Cav.) A.Robyns, Schinus terebinthifolius Raddi., Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan, Inga vera Willd., Erythrina verna Vell, Croton floribundus Spreng., Joannesia princeps Vell., Zanthoxylum rhoifolium Lam., Handroanthus umbellatus (Sond.) Mattos, Handroanthus impetiginosus (Mart. ex DC.) Mattos, Magnolia ovata (A.St.-Hil.) Spreng, Citharexylum myrianthum Cham., Schizolobium parahyba (Vell.) Blake) alternadas 1,0 m entre si nas entrelinhas da cultura anual, entre as fileiras de guanandi.

No primeiro ciclo (2011-2012) de conversão agroflorestal comparou-se o desempenho da cultura da mandioca de mesa IAC 6-01, e nos dois ciclos seguintes avaliou-se a araruta em rotação. O plantio de mandioca foi realizado em cultivo mínimo em fileiras duplas (0,80 x 0,80 m) equidistantes 1,1 m do guanandi. Recebeu calcário (2,0 t ha^-1), composto orgânico (11 t ha^-1), torta de mamona (625 kg ha^-1), farinha de ossos (625 kg ha^-1) e sulfato de potássio (63 kg ha^-1) em cobertura aos 45 dias após o plantio (DAP). No segundo ciclo (2012-2013) o cultivo intercalar da araruta ‘Comum’ foi realizado em plantio direto em fileiras duplas (0,5 x 0,8 m) equidistantes 1,1 m do guanandi a partir de rizomas-sementes com 98 g de massa média, recebendo a mesma adubação da mandioca. No terceiro ciclo (2013-2014), subdividiu-se a parcela em faixas fixas comparando-se o replantio da araruta, realizado da mesma maneira que no ciclo anterior, com a brotação espontânea. Foram utilizados para o replantio os rizomas colhidos no SAF simples e ambos os tratamentos não foram adubados. O objetivo foi avaliar a viabilidade da exploração da araruta em manejo perene como vegetação típica nativa de sub-bosque em SAFs

O crescimento do guanandi em ambos os SAFs foi comparado ao monocultivo (controle), com avaliações realizadas com trena e fita métrica em cinco árvores demarcadas previamente nas fileiras centrais de cada parcela. Abrangeu altura total (do nível do solo até o topo da copa), raio da copa obtido pela média de duas medidas perpendiculares à linha de cultivo a partir da base do tronco à projeção lateral da copa; circunferência a altura do peito (CAP-1,30 m) e circunferência à altura do solo (CAS), realizadas nos anos de avaliação (2011-2014). Da mandioca, determinou-se aos 10 meses de idade as produções total, descarte, comercial e aporte total de fitomassa (raízes, cepas, manivas e rama herbácea). A avaliação da araruta foi feita aos 10 meses de idade nos dois ciclos de produção, determinando-se a produção e o acúmulo de fitomassa fresca e seca (folhas e raízes).

Os dados do guanandi foram comparados pelo teste de Kruskall-Wallis (p<0.05). O desempenho da mandioca e da araruta foram comparados com o Teste Mann-Whitney U (p<0,05) e os efeitos na parcela sub-dividida da araruta com o Teste de Kruskal-Wallis (p<0,05). Foi utilizado o Programa STATSOFT (2004).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Durante todos os ciclos experimentais, que abrangeu um período de três anos de monitoramento do guanandi, verificou-se similaridade de seu crescimento em monocultivo e nos SAFs, com significativo incremento da CAP do guanandi no SAF simples. Isto é visualizado na tabela 2, que apresenta o nível de significância das variáveis analisadas, e na figura 1, que contêm os valores numéricos de crescimento apresentados por meio de gráfico de barras.

Tabela 2. Nível de significância das variáveis biométricas do guanandi em monocultura, SAFs simples e biodiverso, pelo teste de Kruskall-Wallis (p<0.05)
Avaliações	2011	2012	2013	2014
Altura	0,771	0,925	0,183	0,785
CAP*	0,925	0,797	0,295	0,033
CAS*	0,469	0,548	0,107	0,100
Raio da copa	0,920	0,728	0,432	0,100
*CAP –.circunferência a altura do peito, CAS – circunferência a altura do solo

O lento crescimento do guanandi no estágio inicial resultou em espaços vazios, favorecendo a associação de espécies agrícolas e florestais em SAFs. Nos primeiros anos dos consórcios, essas espécies apresentaram tamanho reduzido em comparação ao porte do guanandi. Dessa maneira, pouco competiu com o guanandi por espaço e luz. Dentre os aspectos positivos que podem favorecer o crescimento do guanandi ao final do experimento, destacam-se os efeitos de adubações residuais e da reciclagem de nutrientes, por meio do aporte de resíduos orgânicos das espécies em associação; da ativação da biota do solo via micorrização da mandioca, araruta e guandu, espécie que também realiza a fixação biológica do nitrogênio.

Dentre os aspectos do crescimento do guanandi dos três para os seis anos de idade (Figura 1A) que favoreceram a consorciação em SAFs, destacam-se o incremento médio de altura de 321 cm para 617 cm e o raio da copa de 65 cm para 132 cm (Figura 1D). Os benefícios dessas associações para o crescimento do guanandi foram notáveis para a CAP que passou de 10,2 para 24,9 cm (Figura 1B) e menos pronunciado para a CAS de 19,5 cm para 42 cm (Figura 1C). Esse incremento do crescimento é considerado moderado e caracteriza a possibilidade de realizar cultivos e o plantio de enriquecimento de espécies agrícolas e florestais em consórcio.

Do ponto de vista silvicultural, o guanandi é uma árvore tardia de desenvolvimento lento quando comparada a outras espécies comerciais (BRENES; MONTAGNINI, 2006; PETIT; MONTAGNINI, 2006), o que possibilita associá-lo com outras espécies em SAFs; e do ponto de vista ambiental, é estratégica para restauração de áreas ciliares inundáveis (BRENES; MONTAGNINI, 2006; CARVALHO, 2003; DURIGAN; SILVEIRA, 1999). Nesse contexto, os SAFs podem se tornar um dos meios mais eficientes para se restaurar áreas ciliares com associações de espécies adaptadas, como a araruta. No Brasil, Durigan e Silveira (1999) registraram que o guanandi atingiu 4,34 m de altura aos nove anos de idade e superou as outras 16 espécies florestais de um total de 20 espécies que foram plantadas em associação parar restaurar uma mata ciliar em solos ácidos, com baixa fertilidade e elevado teor de alumínio. Na presente pesquisa, apesar da fertilidade do solo favorável ao crescimento do guanandi, houve restrição hídrica nos dois últimos anos resultando no porte intermediário aos verificados por Carvalho (2003), que registrou moderado crescimento em altura do guanandi (781 cm) e CAP (31 cm) em árvores de mesma idade em Manaus - AM em Latossolo Amarelo distrófico com condições hídricas e térmicas mais favoráveis ao seu crescimento; e em Paranaguá - PR, onde o guanandi atingiu apenas 468 cm de altura e 12 cm de CAP em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (CARVALHO, 2003). Essa gradação no crescimento do guanandi entre regiões pode estar associada às diferenças climáticas em que foi cultivado. O maior crescimento foi verificado no clima Tropical úmido de monções com curto período seco em Manaus (região Norte); o crescimento intermediário ocorreu no clima Subtropical de inverno seco no Vale do Paraíba do Sul (região Sudeste) e o menor crescimento foi notado no clima Subtropical úmido mesotérmico em Paranaguá (região Sul). Com isso, depreende-se que o guanandi possa apresentar maior crescimento em sítios com temperaturas mais elevadas.

Figura 1. Altura (A), circunferência a altura do peito - CAP (B), circunferência a altura do solo - CAS (C) e raio da copa do guanandi (D) em monocultivo, SAFs simples e biodiverso.

¹Letras diferentes indicam diferenças significativas (p < 0.05) pelo teste de Kruskal–Wallis.

O consórcio do guanandi com culturas alimentícias pode melhorar o aproveitamento da terra e reforçar a segurança alimentar sem prejudicar o seu crescimento. No estádio inicial da conversão, o guanandi foi associado com a mandioca IAC 6-01; esta sombreou o solo, controlou a vegetação espontânea indesejável nas entrelinhas (Figura 2A), acumulou abundante quantidade de fitomassa fresca (Figura 2B) e produziu raízes cozidas mais amarelas que as variedades comerciais, uma rica fonte de carotenoides pró-vitamínicos (Figura 2C).

O desempenho da mandioca foi satisfatório (Tabela 3), dada à baixa densidade de plantio (6.250 plantas ha^-1) do arranjo agroflorestal. A mandioca produziu em media 6,2 t ha^-1 de raízes comerciais, com oito raízes com massa média de 1,0 kg por planta (Figura 2B). O SAF simples foi o sistema que apresentou a maior produção da mandioca e isso é muito significativo para os agricultores. Entretanto, o SAF biodiverso possibilita a colheita futura de frutos de banana e juçara, que pode compensar a menor produção de mandioca. A adoção desse sistema por agricultores que desejam diversificar as fontes de renda e restaurar o ambiente, pode ser uma alternativa viável. Em outro estudo, Silva et al. (2014) obtiveram em cultivo intercalar com a cultura da banana a produção de 18,6 t ha^-1 de raízes de mandioca, no espaçamento de plantio 1,0 x 1,0 m. Este valor é bem superior ao verificado no presente estudo em que havia o guanandi já desenvolvido.

Figura 2. Mandioca nas entrelinhas do guanandi (A). Partição de fotoassimilados em 20 plantas (B). Raízes cozidas de mandioca IAC 6-01 ricas em betacaroteno (C).

Fonte: Autor (2019)

Tabela 3. Desempenho da mandioca em SAFs simples e biodiverso com guanandi
Avaliações	(1) SAF simples	(2) SAF biodiverso	(1) – (2)	p<0.05
Altura final (cm)	255,47 ±15,57	270,59 ±20,56	-15,13	0,227
Número de raízes por planta	8,82 ±2,56	7,27 ±1,76	1,55	0,294
Rendimento (%)	74,03 ±7,40	67,60 ±4,50	6,42	0,074
Massa fresca (t ha-1)
Produção total	8,29 ±1,62	6,91 ±1,68	1,38	0,115
Produção comercial	6,86 ±1,39	5,56 ±1,55	1,31	0,093
Parte aérea	9,22 ±1,84	9,28 ±1,81	-0,06	0,916
Massa seca (t ha-1)
Parte aérea	2,27 ±0,45	2,29 ±0,45	-0,01	0,916
Cepa	0,54 ±0,13	0,59 ±0,23	-0,04	0,834

Daronco et al. (2012) avaliou o cultivo de mandioca associada com árvores nativas de reflorestamento em áreas ripárias no Oeste paulista, plantada no espaçamento 3,0 x 0,5 m a mandioca produziu 6,1 t ha-1 de raízes, valor similar ao obtido nesta pesquisa. O arranjo de plantio e a escolha da variedade correta interferem no desempenho da mandioca e a arquitetura das plantas é um fator a ser considerado na escolha da variedade para fins de consórcio, incluída nos estágios iniciais da restauração florestal (DARONCO et al., 2012; SANTOS et al., 2002) e nos SAFs (SILVA et al., 2014).

A arquitetura da variedade de mandioca IAC 6-01, que possui porte alto e ramificação alta e fechada a partir de 1,5 m de altura, facilitou os tratos culturais, favoreceu o consórcio de culturas e produziu cobertura do solo mais uniforme, que previne a erosão (DEVIDE et al., 2009). O rendimento da mandioca IAC 6-01 é considerado superior ao de variedades comuns e mais resistente às alterações do clima, além de conter elevado teor de vitamina A nas raízes de coloração mais amarelas que as variedades comerciais cultivadas no Brasil (FAPESP, 2012). Avaliada em monocultivo na densidade de 12.500 plantas ha-1, essa variedade produziu 17,5 t ha-1 de raízes (CASTRO et al., 2009) e quando associada com adubos verdes aumentou a produção para 20 t ha-1 (DEVIDE; CASTRO, 2010). O manejo orgânico da mandioca é estratégico para a transição agroecológica na agricultura familiar, por ser rústica e apresentar ciclo longo sem picos de absorção de nutrientes (DEVIDE; CASTRO, 2010). Como apenas 20% de hastes são replantadas, restaram de 30 a 50% da fitomassa com alto valor nutricional (Figura 3B), que pode vir a melhorar a dieta de animais na forma de folhagem, feno ou silagem (MACEDO, 2016). Nos SAFs esses resíduos adicionados ao solo representaram o aporte médio de 9,2 t ha-1 de fitomassa, beneficiando a cultura subsequente.

Em rotação com a mandioca, a araruta introduzida em sistema de plantio direto apresentou desempenho superior no SAF simples, com produção de 7,6 t ha-1 de rizomas e 15 t ha-1 de resíduos frescos (Tabela 4). Isto era esperado devido o alto nível de competição interespecífica, principalmente, com o crescimento da bananeira e das espécies arbóreas em associação no SAF biodiverso. Swadija et al. (2013) obtiveram a produção de 18,62 t ha-1 de rizomas frescos e 8,61 t ha-1 de massa seca, em associação de araruta com cultivo de coqueiros no espaçamento 30 x 15 cm, com plantas de 102 cm de altura, 1,5 brotos e 10 folhas por haste. O espaçamento utilizado por Swadija et al. (2013) é considerado adensado em comparação ao utilizado nessa pesquisa (50 x 80 cm), o que justifica em parte a menor produção de araruta nos SAFs com guanandi. Porém, o maior crescimento vegetativo em altura da araruta e o número superior de brotos (9,8 folhas no SAF simples e 6,9 folhas por haste no SAF biodiverso) superaram as plantas de Swadija et al. (2013). Isto possivelmente indica que a araruta priorizou o desenvolvimento vegetativo em detrimento da produção de rizomas nos SAFs com guanandi.

Tabela 4. Desempenho da araruta no SAFs simples e biodiverso com guanandi em dois ciclos de produção
Análises	Unidade	(1) SAF simples	(2) SAF biodiverso	(1) - (2)	p<0.05
Ciclo 2012-2013
MF Produção	t ha-1	7,61 ±1,53	1,92 ±0,74	5,69	0,001
MF Resíduos	t ha-1	15,03 ±2,37	4,54 ±1,22	10,49	0,001
MS Produção	t ha-1	2,44 ±0,49	0,61 ±0,24	1,83	0,001
MS Resíduos	t ha-1	3,19 ±0,50	0,97 ±0,26	2,22	0,001
Nº folhas	por planta	63,25 ±10,66	23,25 ±6,80	40,00	0,001
Altura	cm	148,10 ±10,99	127,90 ±17,22	20,20	0,012
Nº brotações	por planta	6,44 ±1,08	3,38 ±0,65	3,06	0,001
Nº rizomas	por planta	11,86 ±1,69	3,84 ±1,47	8,02	0,001
Ciclo 2013-2014
MF Produção	t ha-1	2,51 ±1,09	0,56 ±0,18	1,95	0,004
MF Resíduos	t ha-1	4,01 ±1,21	0,99 ±0,24	3,02	0,008
MS Produção	t ha-1	0,90 ±0,39	0,20 ±0,06	0,70	0,008
MS Resíduos	t ha-1	0,79 ±0,24	0,20 ±0,05	0,59	0,008
Nº folhas	por planta	45 ±8,42	22 ±3,33	23,00	0,461
Altura	cm	127,69 ±3,06	94,72 ±10,35	32,97	0,001
Nº brotações	por planta	5,16 ±1,10	3,34 ±0,69	1,82	0,001
Nº rizomas	por planta	7,38 ±1,85	4,13 ±0,99	3,25	0,002
*MF – massa fresca, MS – massa seca.

Em monocultivo comercial, no espaçamento 0,33 x 0,20 m, Zárate e Vieira (2005) obtiveram 14 t ha-1 de rizomas de araruta. Comparando os dados da presente pesquisa com outros estudos, verifica-se que no SAF simples a produção por planta foi de 690 g, valor superior ao obtido por Zárate e Vieira (2005) e Moreno et al. (2017), respectivamente, de 140 g e 330 g por planta. A araruta incrementa a produção por planta nos maiores espaçamentos (MORENO et al., 2017) mas os aumentos de produção são devidos ao maior número de plantas por hectare (ZÁRATE et al., 2012). Os efeitos na redução da produção por unidade de área é devido à escolha do espaçamento mais amplo no consórcio com árvores de guanandi de quatro anos de idade (Figura 4A) e com maior densidade de espécies no SAF biodiverso (Figura 4B), que ocasionaram maior sombreamento e o consequente desempenho superior da araruta no SAF simples. Além disso, o elevado aporte de resíduos da parte aérea significa um crescimento exuberante, que é um indicativo de que as plantas podem ter retardado a maturidade e o início do processo de senescência das folhas, com diminuição da translocação dos fotoassimilados de reserva para os órgãos armazenadores (ZÁRATE; VIEIRA, 2005).

Figura 4. Sistema de produção de araruta ‘Comum’. SAF Simples (A). SAF Biodiverso (B).

Fonte: Autor (2019)

No ciclo seguinte, a araruta se desenvolveu durante a maior estiagem dos últimos 80 anos que abrangeu toda a região do Vale do Paraíba do Sul (TARGA; BATISTA, 2015). Essas alterações climáticas foram caracterizadas pelo estresse hídrico e térmico, com menor número de dias de chuva e aumento da amplitude térmica (Tabela 1). Ao todo, choveu 454 mm no período de cultivo da araruta, sendo 318 mm do plantio ao mês de março de 2014 e 136 mm até a colheita, com maior número de dias com temperatura máxima superior a 32 ºC e temperatura inferior a 13 ºC. Os fatores ambientais limitaram a produção de rizomas, mas, ainda assim, as plantas atingiram 128 cm de altura com cinco brotações e sete rizomas, com produção em base fresca de 2,5 t ha-1 de rizomas e 4 t ha-1 de fitomassa aérea no SAF simples (Tabela 4). A capacidade de sobrevivência da araruta em condições ambientais desfavoráveis caracteriza a sua rusticidade.

Ao comparar o desempenho da araruta proveniente de propagação espontânea e do replantio de rizomas-semente, verifica-se uma similaridade entre os sistemas de plantio dentro de cada SAF (Tabela 5).

Tabela 5. Diferenças entre araruta replantada e espontânea no SAF simples e biodiverso com guanandi
Tratamentos	Altura	Nbrot	Nrizpl	ProdMF	ResMF	ProdMS	ResMS
1_1-1_2	Não	Não	Não	Não	Não	Não	Não
1_1-2_1	Sim	Não	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim
1_1-2_2	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim
1_2-2_1	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim
1_2-2_2	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim	Sim
2_1-2_2	Não	Não	Não	Não	Não	Não	Não
p<0.05	3,2E-05	8,6E-05	0,00	4,1E-05	3,0E-05	41E-05	3,24E-05
1_1=SAF simples replantada; 1_2 = SAF simples espontânea; 2_1 = SAF biodiverso replantada e 2_2 = SAF biodiverso espontânea; Nbrot – número de brotações, Nrizpl – número de rizomas por planta, ProdMF – produção de rizomas em massa fresca, ResMF – resíduos em massa fresca, ProdMS – produção de rizomas em massa seca, ReMS – resíduos em massa seca.

Os resultados obtidos com estresse hídrico e térmico confirmam a rusticidade da araruta, que pode dispensar a necessidade do replantio e ocupar naturalmente o sub-bosque dos SAFs. Essa característica foi herdada no processo de seleção natural, sendo a araruta uma espécie nativa de ocorrência natural nas matas do Rio de Janeiro (FELTRAN; PERESSIN, 2014; MONTEIRO; PERESSIN, 2002). Para Bianchi et al. (2016) as plantas geófitas, como a araruta, que produzem rizomas usando o amido e carboidratos armazenados, são as mais adaptadas ao estresse hídrico. Para evitar a perda de água na parte aérea, a araruta reduz a superfície de exposição ao enrolar as folhas. Além disso, o reduzido crescimento vegetativo também é um mecanismo de escape à seca, pois, aumenta a capacidade da planta conduzir a água a curta distância. Com base nos resultados dessa pesquisa em ambientes com restrição hídrica e térmica momentânea a exploração bianual da araruta pode viabilizar a produção, para que as plantas tenham tempo para canalizar os fotoassimilados que serão convertidos em carboidratos nos drenos com a colheita realizada após um período com condições ambientais satisfatórias.

Dentre os fatores que justificam o cultivo da araruta, destacam-se a baixa demanda por tratos culturais e o baixo custo de implantação, que favorece a sua disseminação em regiões tropicais (SHINTU et al., 2015; ROHANDI et al., 2017); a possibilidade de manejo como planta espontânea em um modelo de exploração extensiva em SAFs focados na restauração ecológica; e a crescente tendência para se cultivar e consumir vegetais não convencionais (GUILHERME et al., 2017). Esses fatores fortalecem a conservação dessa espécie, que está em risco de extinção devido à indústria alimentícia ter substituído o polvilho de araruta pelo de mandioca, farinha de trigo ou milho, prejudicando, assim, o cultivo desta planta.

Em termos gerais, os experimentos de conversão agroflorestal melhoraram o aproveitamento da terra com a produção de culturas rústicas e adaptadas ao manejo agroflorestal. Para Altieri e Nicholls (2017), é importante iniciar o processo de transição para modelos agrícolas biodiversos com sistemas equilibrados e resilientes, que têm a possibilidade de superar as mudanças do clima, gerar renda com a produção de alimentos, fortalecer a segurança e a soberania alimentar, além de proteger a biodiversidade por meio da multifuncionalidade do sistema de produção agroecológica.

CONCLUSÕES

Os sistemas agroflorestais simples e biodiverso não prejudicam o crescimento do guanandi, que incrementa a circunferência a altura do peito no SAF simples após três anos de conversão agroflorestal.

O cultivo de mandioca e araruta tem desempenho compatível com a densidade de plantio utilizada nos SAFs, com produções superiores no SAF simples.

A araruta suporta o estresse hídrico e térmico em ambos os sistemas e dispensa o replantio ocupando naturalmente o sub-bosque dos SAFs.

O SAF simples é um sistema para agricultores interessados em obter o máximo rendimento de cultivos anuais em associação com a espécie florestal. O SAF biodiverso é adequado para agricultores que almejam diversificar a produção agrícola e restaurar o ambiente concomitantemente.

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