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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO
CICLAGEM DE NUTRIENTES E PRODUTIVIDADE DE
GRÃOS EM SUCESSÕES DE CULTURAS SOB
SISTEMA PLANTIO DIRETO
TESE DE DOUTORADO
Jackson Ernani Fiorin
Santa Maria, RS, Brasil
2008
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CICLAGEM DE NUTRIENTES E PRODUTIVIDADE DE
GRÃOS EM SUCESSÕES DE CULTURAS SOB
SISTEMA PLANTIO DIRETO
por
Jackson Ernani Fiorin
Tese apresentada ao Curso de Doutorado do Programa de Pós-
Graduação em Ciência do solo, da Universidade Federal de Santa Maria
(UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de
Doutor em Ciência do Solo.
Orientador: Prof. Dr. Telmo Jorge Carneiro Amado
Santa Maria, RS, Brasil
2008
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Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
A Comissão Examinadora, abaixo assinada,
aprova a Tese de Doutorado
CICLAGEM DE NUTRIENTES E PRODUTIVIDADE DE GRÃOS EM
SUCESSÕES DE CULTURAS SOB SISTEMA PLANTIO DIRETO
elaborada por
Jackson Ernani Fiorin
como requisito parcial para a obtenção do grau de
Doutor em Ciência do Solo
COMISSÃO EXAMINADORA:
_________________________________________
Dr. Telmo Jorge Carneiro Amado
(Presidente/Orientador)
_________________________________________
PhD. João Mielniczuk (UFRGS)
_________________________________________
Dra. Margarete Nicolodi (UFRGS)
_________________________________________
PhD. Clésio Gianello (UFRGS)
_________________________________________
Ph.D. Flávio Luiz Foletto Eltz (UFSM)
Santa Maria, 27 de junho de 2008.
AGRADECIMENTOS
À FUNDACEP pela oportunidade da realização do curso;
Ao Professor Telmo Jorge Carneiro Amado pela orientação e pela
oportunidade de convivência e aprendizagem;
Ao Programa de Pós Graduação em Ciência do Solo da Universidade Federal
de Santa Maria e seus professores pela formação acadêmica e convivência;
Aos professores do Comitê de Orientação e das Bancas de Qualificação e
Examinadora pelas contribuições para o aprimoramento deste trabalho.
Aos professores Luiz S. M. Mutti e Dalvan Reinert, pela iniciação e
continuidade em pesquisa e ensinamentos em ciência do solo.
Aos colegas e funcionários da FUNDACEP, pela convivência, amizade e
auxilio na realização deste trabalho.
A Granja Arns (Cruz Alta, RS) pela cedência e auxílio na condução da área
experimental, em especial, ao Eng° Agr° Ulfried Arns idealizador das sucessões de
culturas componente deste projeto de pesquisa;
A minha esposa Graziela e aos meus filhos Junior e Vitória pela compreensão
e permanente estímulo;
A meus pais pelo apoio, incentivo e por sempre terem acreditado no
aprendizado que me proporcionaram;
Aos amigos que estiveram presentes e ajudaram muito tornando possível a
execução do Curso de Doutorado, aos colegas de estudo Alexandre, Rosane, Alan,
Benjamim, ao Luciano Pês pelo auxílio na finalização do trabalho, entre outros, à
Equipe do Setor de Uso, Manejo e Conservação de Solo e da Água da UFSM pelo
auxílio, amizade e convivência;
A Deus por permitir que tudo isso tenha sido uma realidade;
A todos não citados, mas que de alguma maneira colaboraram nessa jornada,
meus agradecimentos.
RESUMO
Tese de Doutorado
Programa de Pós-graduação em Ciência do Solo
Universidade Federal de Santa Maria
CICLAGEM DE NUTRIENTES E PRODUTIVIDADE DE GRÃOS EM
SUCESSÕES DE CULTURAS SOB SISTEMA PLANTIO DIRETO
AUTOR: JACKSON ERNANI FIORIN
ORIENTADOR: TELMO JORGE CARNEIRO AMADO
Data e Local da Defesa: Santa Maria, 27 de junho de 2008.
A adoção do sistema plantio direto com a manutenção dos resíduos culturais
na superfície do solo e a redução do seu revolvimento provocam um aumento do
teor da matéria orgânica do solo, que, associado à localização superficial dos
fertilizantes, induz a modificações na dinâmica dos nutrientes e suas relações com
as plantas. Um experimento de longa duração foi conduzido de 1997 a 2007, em
Cruz Alta (RS), com o objetivo de selecionar sucessões de culturas mais eficientes
na ciclagem de N, P e K, acúmulo de carbono orgânico do solo e na manutenção da
produtividade. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro
repetições. As sucessões de culturas são constituídas por combinações de plantas
de cobertura de inverno e de verão intercaladas com culturas produtoras de grãos:
(1)
nabo/milho/nabo/trigo/soja;
(2)
aveia/milho/feijão/trigo/soja;
(3)
ervilhaca+adubação/
milho/nabo/trigo/soja;
(4)
ervilhaca+adubação/milho/crotalária/trigo/soja; (5) ervilhaca/
milho/nabo/trigo/soja; (6) ervilhaca/milho/crotalária/trigo/soja. Nos tratamentos 3 e 4,
foram aplicados, no período de estudo, 324 kg ha
-1
de P
2
O
5
e de K
2
O. Com o
objetivo de avaliar a resposta à adubação com NPK em sucessões de culturas com
e sem adubação, por 8 anos, no 9º e 10º anos, foram realizados estudos de doses
de N (0, 40, 80, 120 kg ha
-1
), de P
2
O
5
(0, 30, 60, 90 kg ha
-1
) e de K
2
O (0, 40, 80 kg
ha
-1
), objetivando avaliar o efeito da adubação e da ciclagem de nutrientes nas
diferentes sucessões de culturas. Foram avaliados a produtividade e os balanços N,
P, K, determinados com base nas estimativas de entradas (adição via fixação
biológica de N, adubação com P e K), saídas (exportação de N, P, K nos grãos
colhidos), ciclagem N, P, K (nutrientes contidos nos resíduos culturais). As maiores
adições de N, absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade de milho,
trigo e soja são observadas nas sucessões de culturas que incluem leguminosas. As
sucessões nabo/nabo e aveia/feijão mostraram-se inferiores na adição de N,
absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade. As sucessões de
culturas que incluem ervilhaca antes do milho e nabo forrageiro entre milho e trigo,
foram mais eficientes em manter a produtividade. A ciclagem de nutrientes teve alta
relação com a produtividade. As sucessões de culturas apresentaram diferentes
comportamentos na expressão do rendimento para um mesmo teor do nutriente no
solo. O incremento dos estoques de COS pelas sucessões de culturas variou de
0,31 a 1,00 Mg ha ano
-1
. A contribuição das culturas de milho, plantas de cobertura
de verão, de inverno, da soja e do trigo, foi de 31,7%, 20,4%, 19,5%, 14,8% e
13,7%, respectivamente, da adição de C no período de 8 anos.
PALAVRAS-CHAVE: plantio direto; sucessões de culturas; ciclagem de nutrientes;
adubação das culturas; seqüestro de carbono.
GENERAL ABSTRACT
Doctor Thesis
Soil Science Graduate Program
Santa Maria Federal University
NUTRIENT CYCLING AND GRAIN CROP YIELD IN
CROPPING SYSTEMS UNDER NO-TILLAGE
AUTHOR: JACKSON ERNANI FIORIN
ADVISER: TELMO JORGE CARNEIRO AMADO
Place and Date: Santa Maria, Juno 27
th
, 2008
The no-tillage adoption combined with the presence of crop residues on soil
surface and minimum soil disturbance increase the soil organic matter content, that
associated with broadcast fertilization, change the nutrient dynamic and its
relationship with plant nutrition. This study was carried out in a long term experiment
(1997 to 2007) in Cruz Alta (RS) aim to select cropping systems efficient in nutrient
cycling of N,P and K and maintain crop yield under no-tillage. The experimental
design was randomized blocks with four replications. The cropping systems were
composed by cover crops and cash crops: 1) radish oil/maize/radish oil/wheat/
soybean; 2) black oat/maize/black beans/wheat/soybean; 3) common vetch/maize/
radish/wheat/soybean; 4) common vetch/maize/sunhemp/wheat/soybean; 5)
common vetch/maize/radish/wheat/soybean; 6) common vetch/maize/sunhemp/
wheat/soybean. In treatments 3 and 4 were applied 324 kg ha
-1
P2O5 and K
2
O
during the experimental period. The N fertilization wasn’t used in all treatments. With
the objective to evaluate the NPK fertilization response in 9 and 10
th
year were
applied the N rates (0, 40, 80, 120 kg ha
-1
), P (0, 30, 60, 90 kg ha
-1
) and K (0, 30, 60,
90 kg ha
-1
) in maize and wheat. In soybean only residual effect was evaluated. The
yields, nutrient balance trough inputs (biologic fixation of N and P and K mineral
fertilization) and outputs (N, P and K exported by harvest), nutrient cycling (nutrients
uptake by cover crops and commercial crops) was determined. The higher N input,
nutrient uptake, nutrient exported in grain and corn, wheat and soybean yield were
higher in cropping systems with legumes. The sucession of radish oil/radish oil and
black oat/beans had lower N input, nutrient uptake, nutrient cycling, nutrient exported
in grain and yield. The cropping systems with common vetch before maize and radish
oil between maize and wheat were efficient in maintain the crop yield. The nutrient
cycling had high relationship with crop yield. The cropping systems show different
yield potential to the same content of soil nutrient. The increment of soil organic
carbon among cropping systems ranged from 0.31 and 1.00 Mg ha
-1
year
-1
. The
carbon input were 31.7%, 20.4%, 19.5%, 14.8% and 13.7% to maize, summer cover
crops, winter cover crops, soybean and wheat respectively in average of 8 years.
KEY WORDS: No-till, cropping systems, nutrients cycling, crop fertilization, carbon
sequestration.
LISTA DE TABELAS
TABELA 1.1 – Seqüência das espécies utilizadas nas diferentes
sucessões de culturas em cada ciclo de rotação e o ano agrícola
correspondente .........................................................................................
22
TABELA 1.2 - Data de semeadura, de manejo e/ou colheita das
culturas nas sucessões e adubação utilizada nos tratamentos 3 e 4 por
ocasião da semeadura da ervilhaca .........................................................
23
TABELA 1.3 - Índices de colheita (IC) para trigo, soja e milho, por faixas
de produtividades (kg ha
-1
), determinados nos anos agrícolas 2004,
2004/05 e 2005/06, respectivamente .......................................................
25
TABELA 1.4 - Percentagem de exportação de N, P e K em grãos de
trigo, soja e milho em relação à absorção total pela cultura.....................
26
TABELA 1.5 - Teores médios de N, P e K nos grãos de trigo, soja,
milho e feijão ...........................................................................................
26
TABELA 1.6 - Adição, absorção (raízes+parte aérea) e contribuição de
N pelo solo (absorção-adição) em diferentes sucessões de culturas,
acumuladas em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos..............
28
TABELA 1.7 - Absorção de P e K em diferentes sucessões de culturas,
acumulada em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos................
31
TABELA 1.8 - Exportação de N, P e K pelas culturas de milho, feijão,
trigo e soja em diferentes sucessões de culturas, acumulada em cada
ciclo de rotação e no período de 10 anos.................................................
33
TABELA 1.9 - Ciclagem de N, P e K em diferentes sucessões de
culturas, acumulada em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos.
34
TABELA 2.1 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea)
de plantas de cobertura de inverno em diferentes sucessões de
culturas, em cada cultivo e o total em 5 cultivos ......................................
42
TABELA 2.2 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e
de grãos de milho em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo
e o total em 5 cultivos................................................................................
44
TABELA 2.3 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea)
de plantas de cobertura de verão ou feijão em diferentes sucessões de
culturas, acumulado em cada cultivo e o total em 5 cultivos.....................
45
TABELA 2.4 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e
de grãos de trigo em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo
e o total em 5 cultivos................................................................................
47
TABELA 2.5 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e
de grãos de soja em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo
e o total em 5 cultivos................................................................................
48
TABELA 2.6 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e
de grãos acumulada em cada ciclo de rotação e total no período de 10
anos nas diferentes sucessões de culturas...............................................
49
TABELA 3.1 - Balanço (adição-exportação) e balanço aparente
(ciclagem-exportação) de N em diferentes sucessões de culturas,
acumulado em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos ...............
59
TABELA 3.2 - Balanço (adição-exportação) de P e K em diferentes
sucessões de culturas acumulado em cada ciclo de rotação e no
período de 10 anos....................................................................................
65
TABELA 3.3 - Balanço aparente (ciclagem-exportação) de P e K em
diferentes sucessões de culturas acumulado em cada ciclo de rotação e
no período de 10 anos...............................................................................
66
TABELA 4.1 - Doses de N, P e K utilizadas no milho e trigo no 5º ciclo
de rotação de culturas (9º e 10º anos) em diferentes sucessões de
culturas do experimento cultivado há 11 anos no SPD.............................
76
TABELA 4.2 - Teor de P e K do solo na condição original (0 a 10 cm),
quantidades de P e K aplicados via adubação e exportados pelas
culturas em 8 anos (1997-2005) e teor de P e K no solo na condição
inicial (0 a 10 cm) em diferentes sucessões de culturas...........................
77
TABELA 4.3 - Produtividade de grãos de milho (kg ha
-1
) em resposta a
doses de N, P e K cultivado em diferentes sucessões de culturas...........
79
TABELA 4.4 - Produtividade de grãos de trigo (kg há
-1
) em resposta a
doses de N, P e K, cultivado em diferentes sucessões de culturas..........
82
TABELA 4.5 - Produtividade de grãos de soja em resposta a doses de
N, P e K aplicados em milho e trigo cultivados em diferentes sucessões
de culturas ................................................................................................
84
TABELA 5.1 - Densidade do solo em diferentes sucessões de culturas.. 96
TABELA 5.2 - Densidade do solo, concentração e estoque de C da área
de campo nativo. (Jantalia, 2005).............................................................
97
TABELA 5.3 - Adição de carbono em diferentes sucessões de culturas,
acumulado por cultura (4 cultivos) e no período de 8 anos .…………......
98
TABELA 5.4 - Estoque de carbono orgânico particulado (COP, >53 µm),
associado aos minerais (COAM, <53 µm) e total (COT) determinados
em massa equivalente e camada equivalente de solo em diferentes
sucessões de culturas...............................................................................
101
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1.1 - Croqui de campo parcial (duas repetições) do
experimento de longa duração. Em destaque as sucessões de culturas
que foram avaliadas no estudo.................................................................
21
FIGURA 2.1 - Potencial de produtividade de massa seca de nabo
forrageiro pela repetição antes e após o milho, a cada dois anos,
comparativamente à sucessão que utiliza nabo uma vez, a cada dois
anos, somente antes do milho, ou somente entre milho e trigo ...............
43
FIGURA 3.1 - Relação entre adição e absorção, entre adição e
ciclagem de N, acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos ...................................................................................
56
FIGURA 3.2 - Relação entre ciclagem e absorção, entre absorção e
exportação de N, acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos ...................................................................................
57
FIGURA 3.3 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com a
produtividade acumulada de massa seca e de grãos em diferentes
sucessões de culturas, no período de 10 anos ........................................
58
FIGURA 3.4 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de N
em diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos ..................
60
FIGURA 3.5 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com o
fornecimento de N do solo em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos ...................................................................................
62
FIGURA 3.6 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com a
absorção acumulada de P e K em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos ...................................................................................
63
FIGURA 3.7 - Relação entre a ciclagem e absorção, entre a absorção e
exportação acumulada de P em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos ...................................................................................
64
FIGURA 3.8 - Relação entre a ciclagem e absorção, entre a absorção e
exportação acumulada de K em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos . .................................................................................
64
FIGURA 3.9 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de P
em diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos ..................
67
FIGURA 3.10 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de
K em diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos ...............
67
FIGURA 3.11 - Relação entre a ciclagem de P e de K com a
produtividade acumulada de massa seca e de grãos em diferentes
sucessões de culturas no período de 10 anos .........................................
68
FIGURA 4.1 - Croqui de campo (detalhe da subdivisão das parcelas) do
experimento de longa duração no 5º ciclo de rotação, e os tratamentos
(doses) de adubação avaliados no estudo. ..............................................
77
FIGURA 4.2 - Curva de resposta a doses de N e P na cultura do milho
cultivado em diferentes sucessões de culturas (MET= Máxima
Eficiência Técnica; MEE= Máxima Eficiência Econômica)........................
80
FIGURA 4.3 - Relação entre o teor de P e K no solo e o rendimento
relativo de grãos de milho e soja cultivados em diferentes sucessões de
culturas .....................................................................................................
86
FIGURA 4.4 - Relação entre o teor de P e K (0-10 cm) e o rendimento
relativo de grãos de milho, trigo e soja cultivados em diferentes
sucessões de culturas no 1º, 6º, 8º e 10º anos.........................................
88
FIGURA 5.1 - Relação entre adição, ciclagem de N e adição de
carbono, acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no período
de 8 anos ..……………………………….....................................................
100
FIGURA 5.2 - Variação do COT do solo cultivado a partir de campo
nativo por cerca de 25 anos em preparo convencional, 11 anos de SPD
e após a instalação do experimento com sucessões de culturas, na
camada de 0 a 20 cm, calculado pela massa equivalente ……................
102
LISTA DE APÊNDICES
APÊNDICE A - Precipitação ocorrida durante o período de 1974 a 2007.
Dados da Estação Meteorológica da FUNDACEP, Cruz Alta, RS.............
116
APÊNDICE B - Valores de F Tratamento (F Trat.) e coeficiente de
variação (CV) da análise de variância realizada por ciclo de rotação e o
total no período de 10 anos........................................................................
117
APÊNDICE C - Produção de grãos de feijão em diferentes sucessões de
culturas, em cada ciclo de rotação e o total em 10 anos ……………........
118
APÊNDICE D - Valores de F Tratamento e coeficiente de variação (CV)
da análise da variância da produtividade de grãos nos estudos de doses
de N, P e K em milho, trigo e soja..............................................................
119
APÊNDICE E - Produção de massa seca total (parte aérea+raízes) e
ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura de verão, em resposta a
doses de N, P e K aplicadas na cultura do milho em diferentes
sucessões de culturas ........... ...................................................................
120
APÊNDICE F - Valores de F Tratamento e coeficiente de variação (CV)
da análise da variância da adição de carbono por diferentes culturas, o
total em 4 cultivos e na sucessão de cultura..............................................
121
APÊNDICE G - Valores de F Tratamento e probabilidade de F da análise
da variância do estoque de carbono orgânico particulado (COP, >53
µm), associado aos minerais (COAM, <53 µm) e total (COT)
determinados em massa equivalente e camada equivalente de solo em
diferentes sucessões de culturas................................................................
121
APÊNDICE H - Adição de carbono por plantas de cobertura de inverno,
milho, plantas de cobertura de verão ou feijão, trigo e soja, em diferentes
sucessões de culturas, em cada ciclo de rotação e o total em 4 cultivos...
122
APÊNDICE I - Relação C/N de plantas de cobertura de inverno, milho,
plantas de cobertura de verão ou feijão preto, trigo e soja, em cada ciclo
de rotação e a média dos cultivos..............................................................
123
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO GERAL .....................................................................................
14
1 - ESTIMATIVAS DE ADIÇÃO, ABSORÇÃO, EXPORTAÇÃO E CICLAGEM
DE NUTRIENTES POR SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA
PLANTIO DIRETO .............................................................................................
17
1.1 Introdução ................................................................................................
17
1.2 Material e Métodos ..................................................................................
19
1.3 Resultados e Discussão ..........................................................................
28
1.4 Conclusões …………...............................................................................
36
2 - PRODUTIVIDADE DE MASSA SECA E DE GRÃOS AFETADAS POR
SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO ...................
37
2.1 Introdução ................................................................................................
37
2.2 Material e Métodos ..................................................................................
40
2.3 Resultados e Discussão ..........................................................................
42
2.4 Conclusões …………................................................................................
50
3 - RELAÇÃO ENTRE ADIÇÃO, ABSORÇÃO, CICLAGEM, EXPORTAÇÃO
DE NUTRIENTES E A PRODUTIVIDADE EM SUCESSÕES DE CULTURAS
NO SISTEMA PLANTIO DIRETO ....................................................................
51
3.1 Introdução ................................................................................................
51
3.2 Material e Métodos ..................................................................................
54
3.3 Resultados e Discussão ..........................................................................
56
3.4 Conclusões …………................................................................................
70
4 - RESPOSTA A NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO EM
SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO ...................
71
4.1 Introdução ................................................................................................
71
4.2 Material e Métodos ..................................................................................
75
4.3 Resultados e Discussão ..........................................................................
79
4.4 Conclusões …………................................................................................
89
5 - ACÚMULO DE CARBONO AFETADO POR DIFERENTES SUCESSÕES
DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO ...........................................
90
5.1 Introdução ................................................................................................
90
5.2 Material e Métodos ..................................................................................
94
5.3 Resultados e Discussão ..........................................................................
98
5.4 Conclusões …………................................................................................
103
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS .........................................................................
104
REFERÊNCIAS ............................................................................................ 105
APÊNDICES ................................................................................................. 116
Introdução Geral
A adoção do sistema plantio direto (SPD) com a redução do revolvimento e a
manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo promove o controle da
erosão e importantes mudanças nas condições do solo. Com o passar do tempo
verifica-se, normalmente, um aumento do teor de matéria orgânica do solo (MO),
que associado à localização superficial dos fertilizantes, aumentam os estoques de
nutrientes, melhoram os atributos químicos relacionados à fertilidade do solo e à
nutrição das plantas. A manutenção dos resíduos na superfície faz com o que o solo
se mantenha com teor de umidade mais elevado e favoreça os mecanismos de
suprimento de nutrientes às raízes das plantas, que também se concentram nessa
camada enriquecida em nutrientes. Outro aspecto importante é o aumento da
atividade biológica do solo que é responsável pela ciclagem de nutrientes. Isso induz
a modificações na dinâmica dos nutrientes e na nutrição das plantas.
A intensidade desses e outros processos num sistema de produção em
plantio direto é variável em função da rotação de culturas e da inclusão de plantas
de coberturas do solo, tanto de inverno como de verão e/ou de entressafra. Isso
está associado à elevada produção de resíduos e à ciclagem e/ou absorção de
nutrientes por essas espécies que, através do seu sistema radicular, se
desenvolvem em um maior volume de solo e buscam em profundidade os nutrientes
que muitas vezes estão menos acessíveis pela sua localização ou em formas menos
disponíveis, deixando-os através dos seus resíduos culturais ou exsudatos das
raízes disponíveis às culturas de grãos. Nesses sistemas, as perdas de nutrientes
por erosão ou lixiviação são reduzidas e a eficiência do uso do nutriente é
aumentada. Nesse sentido as leguminosas se destacam tanto pelo aporte de N ao
solo como pela elevada produção de fitomassa, apresentando, portanto, um grande
potencial em manter ou aumentar os estoques de MO e de incrementar a ciclagem
de nutrientes, requisitos fundamentais para incrementar a qualidade do solo e a
sustentabilidade dos sistemas agrícolas.
Várias informações já existem em relação aos efeitos de sucessões de
culturas baseados em gramíneas e leguminosas sobre os estoques de MO e de
nutrientes em solos sob SPD (Bayer et al., 2000; Pillon, 2000; Amado et al., 2001,
Lovato, 2001, Diekow, 2003). No entanto, ainda é necessário complementar tais
15
informações com outras que associem a dinâmica de C com a ciclagem de
nutrientes e suas relações com o rendimento, em sucessões de culturas intensivas
dos sistemas produtivos da Região Sul do Brasil.
Nesse sentido, o projeto objetiva ampliar o conhecimento referente ao
potencial de sucessões de culturas intensivas em aumentar a ciclagem de
nutrientes, em manter ou aumentar os estoques de MO, e aumentar a eficiência do
uso de nutrientes existentes em solo agrícola cuja fertilidade já foi melhorada
anteriormente pelo histórico de adubações. Esse conhecimento é relevante para
garantir a manutenção, a longo prazo, da produtividade de grãos no SPD em um
cenário de fertilizantes finitos, escassos e com preços elevados e com demanda
crescente para reduzir os impactos ambientais da agricultura comercial. Portanto,
produzir mais com menos é o grande desafio da agricultura contemporânea nas
próximas décadas, e esse projeto insere-se nesse contexto de redesenhar os
sistemas produtivos buscando dotá-los de maior eficiência.
Meta
Selecionar sucessões de culturas que, pelo seu potencial de elevada
ciclagem de nutrientes, proporcionem maior eficiência do uso de nutrientes pré-
existentes no solo agrícola, contribuindo para a manutenção da produtividade das
culturas por um período longo de tempo com aporte restrito ou nulo de fertilizantes.
Hipóteses
- É possível redesenhar as sucessões de culturas no SPD visando a melhor
aproveitar os nutrientes adicionados por fertilizações pretéritas, reduzindo o impacto
ambiental e os custos de produção da agricultura.
16
Objetivos
- Selecionar sucessões de culturas mais eficientes na ciclagem de nutrientes,
e na manutenção da produtividade no SPD.
- Quantificar a adição, a absorção, a ciclagem e a exportação de N, P, K em
diferentes sucessões de culturas.
- Determinar por quanto tempo é possível manter a produtividade de culturas
de grãos sem a adição de fertilizantes com o uso de culturas de cobertura com
elevado potencial de ciclagem de nutrientes.
- Avaliar a relação entre a ciclagem de nutrientes, a nutrição de plantas e o
rendimento de culturas sob SPD.
- Avaliar a resposta à adubação de N, P e K em diferentes sucessões de
culturas sob SPD.
- Quantificar o acúmulo de carbono orgânico do solo por diferentes sucessões
de culturas sob SPD.
Dentro desse contexto, a tese de doutoramento foi estruturada em cinco
capítulos, da forma como segue:
a) o capítulo 1 apresenta as estimativas de adição, absorção, ciclagem e
exportação de N, P e K por diversas sucessões de culturas sob SPD, por um período
de estudo de 10 anos;
b) o capítulo 2 apresenta o comportamento das diferentes sucessões de
culturas na manutenção da produtividade de massa seca e de grãos ao longo de um
período de estudo de 10 anos;
c) o capítulo 3 demonstra a relação entre adição, absorção, ciclagem,
exportação de N, P e K e a produtividade em sucessões de culturas no SPD;
d) o capítulo 4 apresenta um estudo de resposta à adubação de N, P e K,
realizado no 5º ciclo de rotação de culturas (9º e 10º anos), em diferentes sucessões
de culturas manejadas com e sem adubação por 8 anos (4 ciclos).
e) o capítulo 5 quantifica o estoque de carbono orgânico do solo afetado por
diferentes sucessões de culturas sob SPD após o período de estudo de 8 anos.
1 - ESTIMATIVAS DE ADIÇÃO, ABSORÇÃO, EXPORTAÇÃO E
CICLAGEM DE NUTRIENTES POR SUCESSÕES DE
CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO
1.1 Introdução
O plantio direto associado ao uso de sucessões de culturas baseados em
gramíneas, crucíferas e leguminosas têm demonstrado ser uma das práticas mais
eficazes no melhoramento de atributos de solos, principalmente sobre os estoques
de matéria orgânica (MO) e de nutrientes em solos (Bayer et al., 2000; Pillon, 2000;
Amado et al., 2001, Lovato, 2001, Diekow, 2003). O eficiente controle da erosão, o
incremento do teor de MO, a ciclagem de nutrientes e o estímulo à atividade
biológica, entre outros, promove um gradual incremento na qualidade do solo
(Amado & Eltz, 2003) e na estabilidade estrutural do solo (Reichert et al., 2003),
proporcionando uma maior sustentabilidade do SPD.
A intensidade desses e outros processos poderão modificar profundamente as
condições em que as plantas passarão a ser cultivadas. Um sistema agrícola
economicamente sustentável deverá ser baseado na rotação de culturas e na
inclusão de plantas de coberturas do solo, tanto de inverno como de verão e/ou de
entressafra. As plantas de cobertura do solo, de maneira geral, são espécies
agressivas e rústicas, desenvolvendo-se bem em condições adversas de solo,
rompendo camadas adensadas, promovendo a aeração, a estruturação e
aumentando a infiltração de água. Aliado a isso, essas espécies, através do seu
sistema radicular rompem o solo e buscam em profundidade os nutrientes que,
muitas vezes, estão em formas menos disponíveis, os quais são liberados
gradualmente dos seus resíduos nas camadas superficiais, durante o processo de
decomposição, e ficam disponíveis para as culturas subseqüentes (Fiorin, 1999). No
entanto, a quantidade de nutrientes contidos nos resíduos culturais é muito variável
e depende das espécies cultivadas, do solo e das demais condições que afetam o
desenvolvimento das plantas.
18
A adoção do SPD proporciona o controle da erosão, demonstrando ser prática
eficiente na redução de perdas dos nutrientes por esse processo. Num sistema de
produção bem manejado, e com a inclusão de plantas de cobertura na entressafra,
pressupõe-se que a lixiviação poderia ser até menor, comparada a de outros
sistemas de cultivos, aliado ao fato de que a presença de culturas, segundo
Gonçalves et al. (2000), favorece a ciclagem de N-NO
3
-
das camadas mais
profundas. Aliado a isso, a maior atividade microbiana no solo cultivado no SPD é
mais competitiva com o sistema radicular das plantas em absorver o N mineral do
solo e, dessa forma, deixa-o menos suscetível a perdas.
No SPD, em que os resíduos permanecem na superfície do solo, é preciso
determinar a intensidade do processo de imobilização/mineralização do N no solo, a
fim de aumentar a eficiência da adubação nitrogenada. Na realidade, o
restabelecimento entre a imobilização/liberação está intimamente ligado às
condições nas quais as lavouras sob plantio direto vêm sendo conduzidas. Esse
processo é válido para sucessões de culturas que adicionam altas quantidades de
resíduos e pode ser acelerado em sucessões envolvendo leguminosas (Muzilli et al.,
1983; Heinzmann, 1985; Derpsch et al., 1985; Bayer & Mielniczuk, 1997b;
Rheinheimer et al., 1998).
As leguminosas, por fixarem N do ar em simbiose com bactérias que formam
nódulos nas raízes, devem ser incluídas na rotação de culturas que, além da
cobertura do solo, propiciem benefícios para as culturas economicamente mais
rentáveis (Fiorin, 2007). Além das leguminosas, existem plantas de outras famílias
com alta capacidade de ciclagem de nutrientes, como é o caso do nabo forrageiro
(Fiorin, 1999; Rossato, 2004).
Portanto, as sucessões de culturas podem contribuir para a manutenção do
equilíbrio dos nutrientes no solo e para o aumento da sua fertilidade, além de
permitir melhor utilização dos insumos agrícolas. A adição regular de resíduos de
adubos verdes aos vários solos tropicais contribui com a conservação do solo e da
água, promovendo, principalmente, a melhoria da estrutura que favorece a aeração
e a infiltração de água no solo, permitindo uma maior penetração das raízes (Lal,
1986). Além disso, propicia melhor aproveitamento de adubos químicos e redução
nos custos com adubação mineral, uma vez que promove aumento da atividade
biológica do solo (Hernani et al., 1995). A eficiência dessas sucessões depende da
sincronização entre a ciclagem dos nutrientes e as fases de maior absorção pelas
19
culturas, da fixação biológica do N
2
e do suprimento de nutrientes pelos resíduos das
culturas na sucessão, sem prescindir da elevada produtividade das culturas.
No entanto, a maioria dos trabalhos que envolvem o uso de diferentes
espécies de plantas de cobertura de solo em sucessões de culturas, somente tem
avaliado o rendimento de matéria verde e seca dessas espécies (Igue et al., 1984;
Derpsch et al., 1991), ou apresentam a composição química de algumas espécies
(Calegari, 1990, 1995; Derpsch & Calegari, 1992). Em outros, foram determinadas
as quantidades de nutrientes presentes na biomassa e passíveis de serem
reciclados (De-Polli & Chada, 1989; Derpsch et al., 1991; Sá, 1993; Wisniewski &
Holtz, 1997). Menos pesquisas foram realizadas para estimar as quantidades de
nutrientes que são adicionadas, absorvidas, exportadas ou cicladas em sucessões
de culturas a longo prazo no SPD.
O objetivo desse trabalho foi estimar a adição, a absorção, a ciclagem e a
exportação de N, P e K por diversas sucessões de culturas em solo cultivado a longo
prazo no SPD.
1.2 Material e Métodos
1.2.1 Descrição da área experimental
O trabalho foi desenvolvido de abril/1997 a maio/2007, em uma área
localizada na Granja Arns, em Cruz Alta, RS, à latitude de 28
o
36’113’’ Sul, longitude
de 53
o
42’035’’ Oeste e altitude média de 418 m. A área vinha sendo manejada no
SPD desde 1986, e apresenta declividade média de 4,0%. Anteriormente a isso, foi
utilizado o preparo convencional, com a sucessão trigo/soja por aproximadamente
25 anos, e em grande parte desse período, os resíduos de trigo eram queimados.
(Benno Arns, comunicação pessoal).
O solo do local é classificado como Latossolo Vermelho distrófico típico
(Embrapa, 1999). Na instalação do experimento, o solo apresentava as seguintes
características químicas na camada de 0 a 10 cm: 550 g kg
-1
de argila; pH H
2
O 5,1;
Índice SMP 5,5; 38 g kg
-1
de M.O.; 17,2 mg dm
-3
de P; 162 mg dm
-3
de K; 5,0 cmol
c
20
dm
-3
de cálcio; 2,0 cmol
c
dm
-3
de magnésio, 0,7 cmol
c
dm
-3
de alumínio e 50% de
saturação por bases.
O clima é subtropical úmido, tipo Cfa 2a, segundo a classificação climática de
Köppen (Moreno, 1961). A precipitação média anual é de 1755 mm (média do
período de 1974 a 2007), dados da Estação Meteorológica da FUNDACEP, distante
4,5 km da área experimental. As chuvas são distribuídas durante o ano, mas com
ocorrência de períodos de estiagem especialmente nos meses de dezembro, janeiro
e fevereiro (APÊNDICE A).
O estudo utilizou-se de diferentes sucessões de culturas de um experimento
de longa duração, constituídas por combinações de plantas de cobertura de inverno,
de verão e/ou culturas de safrinha intercaladas com as principais culturas produtoras
de grãos da região. A seqüência das culturas foi: planta de cobertura de inverno -
milho - planta de cobertura de verão e/ou culturas de safrinha - trigo - soja. As
plantas de cobertura de inverno foram constituídas pela: aveia preta (Avena strigosa
Schreber), ervilhaca comum (Vicia sativa L.), aveia preta + ervilhaca, tremoço azul
(Lupinus angustifolius), nabo forrageiro (Raphanus sativus var. oleiformis), todas
sem adubação, tendo-se um tratamento de ervilhaca com adubação de P e K. As
plantas de cobertura de verão e/ou culturas de safrinha foram: nabo forrageiro
(Raphanus sativus L. var. oleiformis L.) e crotalária juncea (Crotalaria juncea L.) para
adubação verde; feijão preto (Phaseolus vulgaris L.) como cultura para produção de
grãos.
O estudo utilizou-se das seguintes sucessões de culturas (tratamentos):
T1. Nabo–milho–nabo–trigo–soja (n/m/n/t/s);
T2. Aveia–milho–feijão–trigo–soja (a/m/f/t/s);
T3. Ervilhaca com adubação P+K–milho–nabo–trigo–soja (e
(a)
/m/n/t/s);
T4. Ervilhaca com adubação P+K–milho–crotalária–trigo–soja (e
(a)
/m/c/t/s);
T5. Ervilhaca–milho–nabo–trigo–soja (e/m/n/t/s);
T6. Ervilhaca–milho–crotalária–trigo–soja (e/m/c/t/s);
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Na Figura 1.1 é apresentado o croqui de campo do experimento de longa
duração e, em destaque, as sucessões de culturas que foram avaliadas no estudo.
A descrição das sucessões de culturas utilizadas em cada ciclo de rotação, e o ano
agrícola, é apresentada na Tabela 1.1. Nessas sucessões completam-se o ciclo da
21
rotação de culturas a cada 2 anos. O período do estudo foi de 10 anos ou 5 ciclos de
rotação de culturas. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com
quatro repetições e parcelas de 7,5m x 30m (225 m
2
).
BLOCO I
BLOCO II
Feijão
Soja Crota-
lária
Nabo Crota-
lária
Nabo Feijão
Soja
7,5m
7,5m
7,5m
7,5m
10 m
7,5m
7,5m
7,5m
7,5m
Nabo
30 m
Ervilhaca
+ Aveia
30 m
10 m
30 m
Aveia
30 m
Ervilhaca
30 m
10 m
30 m
Ervilhaca
+Adubação
30 m
Tremoço
30 m
10 m
30 m
Ervilhaca
30 m
Nabo
30 m 10 m
30 m
Tremoço
30 m
Ervilhaca
+Adubação
30 m
10 m
30 m
Ervilhaca
+ Aveia
30 m
Aveia
Figura 1.1 - Croqui de campo parcial (duas repetições) do experimento de
longa duração. Em destaque as sucessões de culturas que foram avaliadas no
estudo.
22
As datas de semeadura e de manejo e/ou colheita das espécies utilizadas são
apresentadas na Tabela 1.2, assim como as quantidades de P
2
O
5
e K
2
O adicionadas
ao solo nos tratamentos 3 e 4 por ocasião da semeadura da ervilhaca, a cada 2
anos, com o objetivo de suprir as necessidades de P e K para o sistema de
produção. Não foi utilizada adubação química com N com o objetivo de avaliar
somente o efeito da ciclagem e/ou fixação de nutrientes pelas espécies.
As quantidades de sementes utilizadas das plantas de cobertura foram: aveia
preta: 80 kg ha
-1
, ervilhaca comum: 40 kg ha
-1
, nabo forrageiro: 15 kg ha
-1
e
crotalária juncea: 25 kg ha
-1
. O manejo e demais tratos culturais foram realizados
seguindo as indicações técnicas específicas para cada cultura.
Tabela 1.1 - Seqüência das espécies utilizadas nas diferentes sucessões de
culturas em cada ciclo de rotação e o ano agrícola correspondente.
Ciclo Ano Sucessões de Culturas
Agrícola
1 2 3 4 5
6
1997
Nabo Aveia Erviilhaca
(a)
Erviilhaca
(a)
Ervilhaca
Ervilhaca
1997-98
Milho Milho Milho Milho Milho Milho
Nabo Feijão Nabo Crotalária Nabo Crotalária
1998
Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo
1º
1998-99
Soja Soja Soja Soja Soja Soja
1999
Nabo Aveia Erviilhaca
(a)
Erviilhaca
(a)
Ervilhaca
Ervilhaca
1999-00
Milho Milho Milho Milho Milho Milho
Nabo Feijão Nabo Crotalária Nabo Crotalária
2000
Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo
2º
2000-01
Soja Soja Soja Soja Soja Soja
2001
Nabo Aveia Erviilhaca
(a)
Erviilhaca
(a)
Ervilhaca
Ervilhaca
2001-02
Milho Milho Milho Milho Milho Milho
Nabo Feijão Nabo Crotalária Nabo Crotalária
2002
Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo
3º
2002-03
Soja Soja Soja Soja Soja Soja
2003
Nabo Aveia Erviilhaca
(a)
Erviilhaca
(a)
Ervilhaca
Ervilhaca
2003-04
Milho Milho Milho Milho Milho Milho
Nabo Feijão Nabo Crotalária Nabo Crotalária
2004
Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo
4º
2004-05
Soja Soja Soja Soja Soja Soja
2005
Nabo Aveia Erviilhaca
(a)
Erviilhaca
(a)
Ervilhaca
Ervilhaca
2005-06
Milho Milho Milho Milho Milho Milho
Nabo Feijão Nabo Crotalária Nabo Crotalária
2006
Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo Trigo
5º
2006-07
Soja Soja Soja Soja Soja Soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Tabela 1.2 - Data de semeadura, de manejo e/ou colheita das culturas nas sucessões e adubação utilizada nos
tratamentos 3 e 4 por ocasião da semeadura da ervilhaca.
Descrição
1° Ciclo
2° Ciclo
3° Ciclo
4° Ciclo
5° Ciclo
Culturas ----------------------------------------- Datas de semeadura, de manejo e/ou colheita das culturas -----------------------------------------
Atividades
Semeadura
Manejo
Colheita
Semeadura
Manejo
Colheita
Semeadura
Manejo
Colheita
Semeadura
Manejo
Colheita
Semeadura
Manejo
Colheita
Plantas Cobertura
de Inverno
17/04/97 14/08/97 19/04/99 07/09/99 30/04/01 10/09/01 08/05/03 15/09/03 27/04/05 06/09/05
Milho
29/08/97 13/02/98 09/09/99 21/01/98 14/09/01 28/01/02 17/09/03 28/01/04 08/09/05 08/02/06
Cultura ou Plantas
Cobertura Verão
14/02/98 06/06/98 16/02/00 21/06/00 08/02/02 28/05/02 09/02/04 16/06/04 18/02/06 25/05/06
Trigo
26/06/98 11/11/98 23/06/00 15/11/00 10/06/02 13/11/02 18/06/04 14/11/04 10/06/06 09/11/06
Soja
12/11/98 31/03/98 17/11/00 15/04/01 15/11/02 23/04/03 15/11/04 05/04/05 14/11/06 10/04/07
Adubação
-------------------------------------------- Doses de P
2
O
5
e K
2
O adicionadas ao solo nos tratamentos 3 e 4 ---------------------------------
Doses
84 e 84 kg ha
-1
80 e 80 kg ha
-1
80 e 80 kg ha
-1
80 e 80 kg ha
-1
Sem adubação
24
1.2.2 Avaliações
1.2.2.1 Produtividade de grãos
A produtividade de grãos das culturas de milho, trigo, soja e feijão preto foi
avaliada em todos os cultivos. Os resultados foram expressos em kg ha
-1
a 13% de
umidade.
1.2.2.2 Produtividade de massa seca
A avaliação da produtividade de massa seca da parte aérea das plantas de
cobertura, de inverno e de verão, foi realizada em todos os cultivos, próximo ao
estádio de pleno florescimento das espécies imediatamente antes do manejo das
mesmas (Tabela 1.2). Amostrou-se uma área de 1 m
2
, em 3 subamostras por
parcela. As plantas foram secas em estufa a 55
o
C até atingirem peso constante para
a determinação da massa seca, expressando-se os resultados em kg ha
-1
. Após a
avaliação da produção de massa seca foi realizado o manejo químico seguido do
manejo mecânico (rolo-faca) das plantas de cobertura.
A avaliação da produtividade de massa seca da parte aérea de trigo, soja e
milho foi realizada nos anos agrícolas 2004, 2004/05 e 2005/06, respectivamente. A
fitomassa foi determinada pela coleta de resíduos da parte aérea, no estádio da
maturação fisiológica, amostrando-se uma área útil em cada parcela. As plantas
foram secas em estufa a 55
o
C até atingirem peso constante para a determinação da
massa seca, expressando-se os resultados em kg ha
-1
. A produção de fitomassa na
parte aérea das culturas nos outros anos agrícolas foi estimada pelo índice de
colheita, que representa a relação entre a produtividade de grãos e a produção de
fitomassa na parte aérea das culturas. Determinou-se o índice de colheita médio,
por faixa de produtividade, com uma base de dados de 120, 120 e 210 observações
de trigo, soja e milho, obtidas nos anos agrícolas de 2004, 2004/05 e 2005/06,
respectivamente (Tabela 1.3). No caso do feijão preto, utilizou-se um índice de
colheita de 0,50.
25
Tabela 1.3 - Índices de colheita (IC) para trigo, soja e milho, por faixas de
produtividades (kg ha
-1
), determinados nos anos agrícolas 2004, 2004/05 e
2005/06, respectivamente.
Trigo Soja Milho
Produtividade IC Produtividade IC Produtividade IC
< 1400 0,36 < 1400 0,37 < 3200 0,38
1400-2400 0,40 1400-2400 0,44 3200-5200 0,45
> 2400 0,43 > 2400 0,48 > 5200 0,50
Sobre os valores da produção de massa seca da parte aérea foi acrescida a
contribuição do sistema radicular das espécies cultivadas. A contribuição do sistema
radicular baseou-se em valores médios de índices obtidos em outros trabalhos
(Bayer, 1996; Da Ros, 2004; Santos, 2006), utilizada, foi a seguinte: milho 27,5%;
forrageiras ou espécies não-melhoradas (aveia preta, nabo forrageiro, ervilhaca e
crotalária): 25%; culturas comerciais (soja, trigo e feijão): 20% .
A partir das estimativas das produtividades de fitomassa foram calculados os
valores em cada cultivo, e o total em 5 cultivos para cada espécie, e o acumulado
em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos para cada sucessão de cultura.
1.2.2.3 Cálculo de nutrientes adicionados, absorvidos, exportados e ciclados
A estimativa da adição de N pela fixação biológica de N atmosférico (FBN)
das espécies leguminosas (ervilhaca, crotalária, soja e feijão) foi realizada com base
na absorção total (parte aérea + raízes) de N pelas culturas. Considerou-se que 78%
do N obtido pela cultura da soja foi proveniente da fixação biológica (Vargas &
Hungria, 1997). Na estimativa da adição pela fixação biológica da ervilhaca, de
acordo com resultados obtidos por Jantalia (2005), considerou-se que 76% do N foi
devido a contribuição da FBN. No caso do feijão preto, considerou-se que 40% do N
foi obtido pela contribuição da FBN. Na crotalária, por não dispor de uma estimativa
específica para a cultura, utilizou-se os mesmos parâmetros obtidos para a
ervilhaca. A adição de P e K através da adubação nos tratamentos 3 e 4 por ocasião
da semeadura da ervilhaca, acumulada no período de 10 anos, foi de 324 kg ha
-1
de
P
2
O
5
e K
2
O.
26
O cálculo de N, P, K absorvidos e a adição de C pelas plantas de cobertura de
inverno e de verão foi realizado submetendo-se a massa seca após moagem a
análise para a determinação do teor de N, P, K e C, segundo metodologia descrita
por Tedesco et al. (1995). A absorção de N, P, K nas culturas de trigo, soja e milho
foram estimados baseando-se na sua relação com a quantidade de nutrientes
exportados (análise de grãos). Para isso, utilizou-se a relação percentual da
exportação em relação à absorção total obtida por Pauletti (1998) apresentadas na
Tabela 1.4. Esses valores são muito semelhantes aos encontrados na literatura. No
caso do feijão preto, utilizou-se os mesmos parâmetros da cultura da soja. Foram
acrescidos a contribuição do sistema radicular das culturas, conforme metodologia
anteriormente descrita.
Tabela 1.4 - Percentagem de exportação de N, P e K em grãos de trigo, soja e
milho em relação à absorção total pela cultura.
Cultura N P - P
2
O
5
K - K
2
O
-------------------------------- % --------------------------------
Trigo 71,91 81,82 17,59
Soja 74,80 76,37 58,75
Milho 60,99 79,76 20,82
Fonte: Pauletti (1998).
O cálculo de N, P, K exportados pelas culturas produtoras de grãos, baseou-
se nas análises de grãos das culturas de trigo, soja e milho realizadas nos anos
agrícolas 2004, 2004/05 e 2005/06, respectivamente (Tabela 1.5).
Tabela 1.5 - Teor médio de N, P e K nos grãos de trigo, soja, milho e feijão.
Cultura
N
P - P
2
O
5
K - K
2
O
-------------------------------- kg t
-1
--------------------------------
Trigo
21,00
9,39
5,52
Soja
63,60
9,16
21,36
Milho
14,75
7,44
5,28
Feijão
38,00
14,43
24,00
A contribuição de N pelo solo foi estimada através da subtração do total de N
absorvido e adicionado nas diferentes sucessões de culturas.
27
A partir das estimativas da quantidade de N, P e K adicionados, absorvidos e
exportados, foram calculados os valores da ciclagem de nutrientes e do saldo entre
a adição e a exportação, em cada ciclo de rotação e sucessões de culturas. Nas
culturas produtoras de grãos, a ciclagem foi considerada como o total de nutrientes
absorvidos menos a exportação de nutrientes. No caso das plantas de cobertura, a
ciclagem corresponde ao total de nutrientes absorvidos pela parte aérea acrescido
da contribuição do sistema radicular.
Os resultados expressos em kg ha
-1
de N, P
2
O
5
e K
2
O, foram calculados para
cada espécie, sucessões de culturas, acumulada em cada ciclo de rotação e no
período de 10 anos.
1.2.3 Análise estatística
Na análise de variância dos resultados, quando os valores de F (Tratamento)
foram significativos ao nível de 5 % de probabilidade, submeteu-se ao Teste de
Duncan (p<0,05), usando o pacote estatístico SAS (SAS, 1989).
Na análise estatística dos resultados de adição, absorção, exportação,
ciclagem de nutrientes foram avaliados a interação entre as sucessões de culturas e
os ciclos de rotação. Os parâmetros estatísticos (FTratamento e coeficiente de
variação) são apresentados no APÊNDICE B.
1.3 Resultados e Discussão
A adição, absorção e estimativa da contribuição de N pelo solo (absorção-
adição) em diferentes sucessões de culturas acumuladas em cada ciclo de rotação,
e no período de 10 anos, são apresentadas na Tabela 1.6. Observa-se que houve
interação significativa entre as sucessões de culturas e os ciclos de rotação. Isso
mostra que o comportamento da adição, absorção e estimativa da contribuição de N
pelo solo nas sucessões de culturas foi diferente em cada ciclo de rotação.
Tabela 1.6 - Adição, absorção (raízes+parte aérea) e contribuição de N pelo
solo (absorção-adição) em diferentes sucessões de culturas, acumuladas em
cada ciclo de rotação e no período de 10 anos.
Sucessões de
1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total no Período
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07 1997-2007
-------------------------------------- kg ha
-1
-------------------------------------- %
---------------------------------------------------- Adição de N -------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
146,8e
(2)
182,9 c 178,6 c 74,9 d 141,7 e 725 e
95,6
T2. a/m/f/t/s
128,1 e 198,0 c 184,5 c 82,9 d 164,3 d 758 e
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
317,2 c 304,0 b 304,8 b 212,2 b 235,6 b 1374 c
181,3
T4. e
(a)
/m/c/t/s
407,1 a 444,6 a 497,5 a 243,6 a 280,6 a 1873 a
247,1
T5. e/m/n/t/s
261,7 d 322,4 b 309,8 b 168,3 c 198,6 c 1261 d
166,4
T6. e/m/c/t/s
371,5 b 413,4 a 489,1 a 191,5 bc 262,2 a 1728 b
228,0
----------------------------------------------- Absorção de N -----------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
687,4bc 583,2 b 444,6 c 317,6 d 418,7 c 2452 c
121,3
T2. a/m/f/t/s
376,1 d 478,3 c 432,9 c 317,6 d 415,6 c 2021 d
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
755,8 a 666,4ab 629,9 b 631,2 a 565,7 a 3249 a
160,8
T4. e
(a)
/m/c/t/s
687,7 bc 718,4 a 796,1 a 538,7 b 554,1 ab 3295 a
163,0
T5. e/m/n/t/s
717,7 ab 691,9 a 644,4 b 481,9 c 513,8 b 3050 b
150,9
T6. e/m/c/t/s
642,3 c 671,8ab 774,8 a 451,7 c 521,6 b 3062 b
151,5
-------------------------------------- Contribuição de N pelo Solo --------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
540,6 a 400,2 a 266,0 de 242,7 c 277,0 b 1727 b 136,7
T2. a/m/f/t/s
247,9 c 280,3 b 248,4 e 234,7 c 251,3 b 1263 d 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
438,6 b 362,4 a 325,0 ab 419,0 a 330,1 a 1875 a 148,5
T4. e
(a)
/m/c/t/s
280,7 c 273,8 b 298,6 bc 295,1 b 273,5 b 1422 c 112,6
T5. e/m/n/t/s
456,0 b 369,5 a 334,7 a 313,5 b 315,3 a 1789 ab 141,7
T6. e/m/c/t/s
270,7 c 258,4 b 285,8 cd
260,2 c 259,4 b 1335 cd 105,7
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
29
As maiores adições de N foram observadas nas sucessões de culturas que
incluem leguminosas. De maneira geral, as sucessões T4 e T6 foram superiores às
demais, pois essas sucessões incluem leguminosas tanto no inverno, antecedendo a
cultura do milho, como no verão ou entressafra, entre o milho e o trigo. As
sucessões T3 e T5 apresentaram valores de adições de N intermediária. Avaliando
o efeito das sucessões de culturas nas adições de N, acumuladas no período de 10
anos, nas condições sem adubação com P e K, observa-se uma superioridade de
66,4% e 128,0%, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s (T5) e e/m/c/t/s (T6),
quando comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2).
As sucessões n/m/n/t/s (T1) e a/m/f/t/s (T2) apresentaram os menores valores
de adição de N, estatisticamente semelhantes entre si. Nessas sucessões, a
contribuição é devida principalmente à fixação biológica de N pela soja, já que,
segundo a literatura, a contribuição da fixação biológica de N no feijão é de somente
30% a 50% do N demandado pela cultura. Aliado a isso, nas condições
experimentais, a cultura do feijão não teve desenvolvimento e produtividade de
massa e de grão satisfatórios, para resultar em adição de N significativa.
No período de 10 anos, houve efeito significativo da utilização da adubação
com P e K (T3 e T4) na adição de N (Tabela 1.6). Esse efeito foi da ordem de 9,0%
e 8,4%, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s (T5) e e/m/c/t/s (T6).
Avaliando os resultados de absorção de N acumulados no período de 10 anos
(Tabela 1.6), observa-se uma superioridade nas sucessões com adubação com P e
K (T3 e T4), em 6,5% e 7,6%, respectivamente às sucessões e/m/n/t/s (T5) e
e/m/c/t/s (T6). Isso está associado, provavelmente, a maior produtividade de massa
seca observada nessas sucessões.
A sucessão a/m/f/t/s (T2) apresentou os menores valores de absorção de N,
estatisticamente inferior às demais sucessões. Isso está associado a essas
sucessões por apresentarem as menores adições de N, em virtude da pequena
contribuição da fixação biológica de N pelas culturas utilizadas. Na sucessão
n/m/n/t/s (T1) embora os valores de absorção de N estejam numa situação
intermediária no 1º e 2º ciclos de rotação, observa-se um comportamento de
redução na absorção de N. Isso está associado ao fato de que a utilização
simultânea do nabo forrageiro como planta de cobertura de inverno, antecessora ao
milho, e de verão ou entressafra, entre milho e trigo, e de forma contínua ao longo
30
do período de 5 ciclos de rotação, reduziu o potencial de produtividade de massa
seca da espécie (dados apresentados no Capítulo 2).
No período de 10 anos, a absorção de N nas condições sem adubação com P
e K, observa-se uma superioridade de 50,9%, 51,5% e 21,3%, respectivamente nas
sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1), quando comparado à
sucessão a/m/f/t/s (T2).
A estimativa da contribuição de N pelo solo, acumulada no período de 10
anos, variou de 126,3 a 187,5 kg ha ano
-1
(Tabela 1.6). Observa-se que as
sucessões de culturas que incluem nabo forrageiro entre as culturas de milho e trigo
foram superiores. Entretanto, os maiores valores da contribuição de N do solo foram
observados nas sucessões que associam ervilhaca antes do milho e nabo forrageiro
entre o milho e o trigo (T3 e T5), atribuídos provavelmente a uma alta adição
proporcionada pela ervilhaca e à eficiente ciclagem pelo nabo forrageiro.
A adição de P e de K, obtida através da adubação aplicada nas sucessões
e
(a)
/m/n/t/s (T3) e e
(a)
/m/n/t/s (T4), por ocasião da semeadura da ervilhaca, com o
objetivo de suprir as exportações, acumulada no período de 10 anos, foi de 324 e
324 kg ha
-1
de P
2
O
5
e K
2
O.
A absorção de P e K, acumuladas em cada ciclo de rotação e no período de
10 anos, nas diferentes sucessões de culturas, estão apresentadas na Tabela 1.7.
Observa-se que houve interação significativa entre as sucessões de culturas e os
ciclos de rotação. Isso evidencia que o efeito das sucessões de culturas na absorção
de P e K foi diferente em cada ciclo de rotação.
De maneira geral, o comportamento dos valores de absorção de P (Tabela
1.7), nas diferentes sucessões de culturas foi muito semelhante aos da absorção de
N. Avaliando os resultados acumulados no período de 10 anos, observa-se uma
superioridade nas sucessões com adubação com P e K (T3 e T4), em 8,6% e 13,5%,
respectivamente às sucessões e/m/n/t/s (T5) e e/m/c/t/s (T6). A estimativa de
absorção do P variou de 54,9 a 81,5 kg ha ano
-1
. A superioridade nas sucessões T3
e T4 está associada, provavelmente, aos efeitos residuais da utilização da adubação
com P e K. De modo semelhante à absorção de N, os menores valores de absorção
de P foram observados nas sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1).
No período de 10 anos, a absorção de P nas condições sem adubação com P
e K, observa-se um incremento de 30,6%, 30,8% e 4,4%, respectivamente nas
sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1), quando comparado à
31
sucessão a/m/f/t/s (T2).
Tabela 1.7 - Absorção de P e K em diferentes sucessões de culturas,
acumulada em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos.
Sucessões de
1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total no Período
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07 1997-2007
--------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------- %
------------------------------------------- Absorção de P-P
2
O
5
-------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
156,6
b
(2)
128,6 bc 98,7 d 88,8 d 100,6 d 573 c
104,4
T2. a/m/f/t/s
103,6 c 121,4 c 110,4 d 97,5 d 116,0 c 549 c
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
179,6 a 153,2 ab 141,8 c 167,0 a 137,0 ab 779 a
141,9
T4. e
(a)
/m/c/t/s
171,3 a 168,1 a 184,6 a 148,4 b 142,9 a 815 a
148,5
T5. e/m/n/t/s
171,3 a 150,9 ab 144,9 c 125,4 c 124,4 bc 717 b
130,6
T6. e/m/c/t/s
154,1 b 151,7 ab 163,4 b 121,3 c 127,8 bc 718 b
130,8
------------------------------------------- Absorção de K-K
2
O --------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
836,6
a 659,1 ab 394,2 c 306,7 d 386,4 d 2583 d 145,2
T2. a/m/f/t/s
367,9 c 401,1 c 353,5 c 317,6 d 338,7 e 1779 e 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
766,3 a 688,5 a 578,6 b 696,7 a 529,7 a 3260 a 183,2
T4. e
(a)
/m/c/t/s
600,2 b 652,1 ab 656,3 a 474,6 b 433,1 c 2816 c 158,3
T5. e/m/n/t/s
809,7 a 690,2 a 614,7 ab 486,1 b 483,9 b 3084 b 173,4
T6. e/m/c/t/s
551,0 b 563,6 b 598,1 b 366,1 c 380,0 de 2459 d 138,2
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
No entanto, a absorção de K (Tabela 1.7) acumulada no período de 10 anos,
foi superior nas sucessões de culturas que incluem nabo forrageiro entre as culturas
de milho e trigo, especialmente quando associados à utilização da ervilhaca antes do
milho (T3 e T5). Isso deve-se à alta capacidade do nabo forrageiro em absorver
esse nutriente. A absorção de K variou de 177,9 a 326,0 kg ha ano
-1
. Observa-se
uma superioridade nas sucessões com adubação com P e K (T3 e T4), em 5,7% e
14,5%, estatisticamente significativo, respectivamente às sucessões e/m/n/t/s (T5) e
e/m/c/t/s (T6).
Na sucessão n/m/n/t/s (T1) embora os valores de absorção de K sejam
maiores no 1º e 2º ciclos de rotação, observa-se uma diminuição da absorção de N
ao longo do estudo. Isso está associado ao fato de que, à utilização simultânea do
nabo forrageiro como planta de cobertura de inverno, antecessora ao milho, e de
verão ou entressafra, entre milho e trigo, e de forma contínua ao longo do período de
32
10 anos, reduz o potencial de produtividade da espécie (dados apresentados no
Capítulo 2) e, conseqüentemente, a absorção de K.
De modo semelhante à absorção de N e P, os menores valores de absorção
de K foram observados nas sucessões a/m/f/t/s (T2). No período de 10 anos, a
absorção de K nas condições sem adubação com P e K, observa-se um incremento
de 73,4%, 38,2% e 45,2%, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s
(T6) e n/m/n/t/s (T1), quando comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2).
A exportação de N, P e K pelas culturas produtoras de grãos, acumulada em
cada ciclo de rotação e no período de 10 anos, nas diferentes sucessões de
culturas, estão apresentadas na Tabela 1.8.
Tabela 1.8 - Exportação de N, P e K pelas culturas de milho, feijão, trigo e soja
em diferentes sucessões de culturas, acumulada em cada ciclo de rotação e no
período de 10 anos.
Sucessões de
1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total no Período
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07 1997-2007
--------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------- %
---------------------------------------------- Exportação de N ----------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
249,3ab
(2)
257,5
ab 249,4 b 178,5 b 234,1 c 1169 b 109,5
T2. a/m/f/t/s
195,5 c 242,7 b 253,6 ab 136,3 c 239,5 bc 1068 c 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
264,2 a 266,6 a 264,4 ab 240,6 a 271,6 a 1307 a 122,4
T4. e
(a)
/m/c/t/s
257,0 ab 270,0 a 279,4 a 238,0 a 270,0 a 1314 a 123,0
T5. e/m/n/t/s
259,4 ab 268,7 a 272,4 ab 225,2 a 261,1 ab 1287 a 120,5
T6. e/m/c/t/s
236,1 b 272,0 a 268,4 ab 226,5 a 265,8 a 1269 a 118,8
----------------------------------------- Exportação de P-P
2
O
5
-----------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
72,9 ab 64,8 a 62,7 c 62,9 b 66,8 c 330 c 114,6
T2. a/m/f/t/s
54,2 c 56,0 b 64,3 c 43,3 c 70,2 bc 288 d 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
76,7 a 68,8 a 69,2 bc 84,0 a 80,7 ab 379 a 131,6
T4. e
(a)
/m/c/t/s
73,1 ab 69,5 a 72,7 ab 82,9 a 82,9 a 381 a 132,3
T5. e/m/n/t/s
75,5 a 70,9 a 76,9 a 78,9 a 78,5 ab 381 a 132,3
T6. e/m/c/t/s
68,7 b 68,6 a 68,8 bc 77,2 a 77,1 ab 360 b 125,0
------------------------------------------ Exportação de K-K
2
O -------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
82,6 a 85,3 ab 83,2 b 60,3 b 77,6 c 389 b
105,7
T2. a/m/f/t/s
70,4 b 80,7 b 91,5 ab 45,1 c 80,6 bc 368 c
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
86,5 a 87,7 ab 87,9 ab 81,1 a 90,3 a 434 a
117,9
T4. e
(a)
/m/c/t/s
84,7 a 89,3 a 93,4 a 80,1 a 90,0 a 438 a
119,0
T5. e/m/n/t/s
85,1 a 88,6 a 91,0 ab 75,9 a 85,9 abc 427 a
116,0
T6. e/m/c/t/s
78,1 a 89,9 a 89,5 ab 76,4 a 86,7 ab 421 a
114,4
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
33
Observa-se que em, todos os casos, houve interação significativa entre as
sucessões de culturas e os ciclos de rotação. Isso mostra que o comportamento da
exportação de N, P e K pelas sucessões de culturas foram diferentes nos ciclos de
rotação.
A exportação de nutrientes está diretamente associada à concentração
desses nos grãos e à produtividade das culturas. Analisando os resultados
acumulados no período de 10 anos, o comportamento das exportações de nutrientes
nas diferentes sucessões de culturas foi semelhante para N, P e K. Com exceção da
exportação de P na sucessão e/m/c/t/s (T6), os maiores valores de exportação de N,
P e K, foram observados nas sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) e e/m/c/t/s (T4 e T6),
estatisticamente semelhantes entre si. Com base nisso, destaca-se que não houve
efeito da adubação com P e K na exportação de nutrientes nessas sucessões de
culturas.
Os menores valores de exportação de N, P e K foram observados nas
sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1), estatisticamente inferiores e diferentes
entre si. No período de 10 anos, nas condições sem adubação com P e K, observa-
se uma superioridade na exportação de nutrientes (média de N, P K), em 22,9%,
19,4% e 9,9%, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e
n/m/n/t/s (T1), quando comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2). Isso é devido à maior
produtividade de grãos de milho, trigo e soja e, conseqüentemente, maior
exportação de nutrientes acumulada nessas sucessões de culturas.
A ciclagem de N, P e K pelas culturas produtoras de grãos, acumulada em
cada ciclo de rotação, e no período de 10 anos, nas diferentes sucessões de
culturas, estão apresentadas nas Tabelas 1.9. Observa-se que, em todos os casos,
houve interação significativa entre as sucessões de culturas e os ciclos de rotação.
Isso mostra que o comportamento da ciclagem de N, P e K pelas sucessões de
culturas foram diferentes nos ciclos de rotação.
De maneira geral, o comportamento da ciclagem de N, P e K foi muito
semelhante aos resultados de absorção desses nutrientes (Tabela 1.6 e 1.7). Isso
se deve ao fato de que sucessões mais eficientes na absorção de nutrientes do solo
têm uma grande probabilidade de apresentarem maiores valores de ciclagem de
nutrientes.
34
Tabela 1.9 - Ciclagem de N, P e K em diferentes sucessões de culturas,
acumulada em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos.
Sucessões de
1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total no Período
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07 1997-2007
--------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------- %
---------------------------------------------- Ciclagem de N ----------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
438,1ab
(2)
325,6 b 195,2 c 139,1 f 184,6 c 1283 d
134,6
T2. a/m/f/t/s
180,6 c 235,6 c 179,3 c 181,3 e 176,1 c 953 e
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
491,6 a 399,8 ab 365,5 b 390,6 a 294,2 a 1942 ab
203,8
T4. e
(a)
/m/c/t/s
430,8 b 448,4 a 516,7 a 300,7 b 284,1 a 1981 a
207,9
T5. e/m/n/t/s
458,3 ab 423,2 a 372,0 b 256,7 c 252,8 b 1763 c
185,0
T6. e/m/c/t/s
406,2 b 399,8 ab 506,5 a 225,2 d 255,8 b 1793 bc
188,1
------------------------------------------- Ciclagem de P-P
2
O
5
-------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
83,7 b 63,7 b 36,0 d 25,8 e 33,9 d 243 c 93,1
T2. a/m/f/t/s
49,4 c 65,4 b 46,1 d 54,3 c 45,8 c 261 c 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
103,0 a 84,3 ab 72,6 c 83,0 a 56,3 ab 399 a 152,9
T4. e
(a)
/m/c/t/s
98,1 a 98,6 a 111,9 a 65,5 b 60,1 a 434 a 166,3
T5. e/m/n/t/s
95,8 ab 80,0 ab 68,1 c 46,5 d 45,9 c 336 b 128,7
T6. e/m/c/t/s
85,5 b 83,1 ab 94,6 b 44,0 d 50,7 bc 358 b 137,2
-------------------------------------------- Ciclagem de K-K
2
O --------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
754,0 a 573,8 ab 311,0 c 246,4 c 308,8 cd 2194 d
155,6
T2. a/m/f/t/s
297,5 c 320,3 c 262,0 d 272,5 c 258,1 e 1410 f
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
679,7 a 600,7 a 490,6 b 615,6 a 439,4 a 2826 a
200,4
T4. e
(a)
/m/c/t/s
515,5 b 562,8 ab 562,8 a 394,4 b 343,1 c 2379 c
168,7
T5. e/m/n/t/s
724,6 a 601,6 a 523,7 ab 410,1 b 397,9 b 2658 b
188,5
T6. e/m/c/t/s
472,8 b 473,7 b 508,6 b 289,7 c 293,3 de 2038 e
144,5
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
As sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s foram semelhantes estatisticamente entre
si na ciclagem de N, P e diferentes na ciclagem de K, quando comparadas dentro da
situação com adubação (T3 e T4) ou sem adubação (T5 e T6) de P e K. É
importante ressaltar que as sucessões e/m/n/t/s, apesar de apresentarem uma
adição de N inferior estatisticamente à sucessão e/m/c/t/s (Tabela 1.6), mostraram-
se equivalentes na ciclagem do nutriente.
Avaliando os resultados de ciclagem de N e P, acumuladas no período de 10
anos, verifica-se uma superioridade nas sucessões com adubação com P e K (T3 e
T4). Esse incremento foi de 10,2% e 10,5% para ciclagem de N, de 18,8% e 21,2%
para ciclagem de P, respectivamente, nas sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s.
35
A maior eficiência da sucessão e/m/n/t/s é demonstrada também pelos altos
valores na ciclagem de K, mostrando-se superior estatisticamente à sucessão
e/m/c/t/s. Nesse caso, a superioridade na ciclagem de K das sucessões com
adubação com P e K (T3 e T4), foi de apenas 6,3% na sucessão e/m/n/t/s e de
16,7% na sucessão e/m/c/t/s, quando comparadas, a situação em que não se
utilizou adubação com P e K (T5 e T6).
Com base no descrito anteriormente, destaca-se, em primeiro lugar, o efeito
de superioridade pela utilização da adubação e, em segundo lugar, o potencial do
nabo forrageiro na ciclagem de nutrientes. Nas sucessões que utilizam a ervilhaca
no inverno e nabo forrageiro entre milho e trigo, acredita-se haver um sinergismo de
espécies o que provavelmente pode estar aumentando a ciclagem dos nutrientes no
solo.
A sucessão a/m/f/t/s (T2) apresentou os menores valores de ciclagem de N e
K, estatisticamente inferior às demais sucessões de culturas, e semelhante à
sucessão n/m/n/t/s na ciclagem de P. Na sucessão n/m/n/t/s (T1), embora os valores
de ciclagem de nutrientes estejam numa situação intermediária no 1º e 2º ciclos de
rotação, observa-se um comportamento de redução na ciclagem. Isso está
associado ao fato de que, à utilização simultânea do nabo forrageiro como planta de
cobertura de inverno, antecessora ao milho, e de verão ou entressafra, entre milho e
trigo, e de forma contínua ao longo do período de 5 ciclos de rotação, reduz o
potencial de produção de massa seca da espécie.
No período de 10 anos, considerando as condições sem adubação com P e
K, as sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1) apresentaram uma
ciclagem de +85,0%, +88,1% e +34,6%, para o N, de +28,7%, +37,2% e -6,9%, para
o P, de +88,5%, +44,5% e +55,6%, para o K, quando comparadas à sucessão
a/m/f/t/s (T2). Considerando-se os valores médios da ciclagem de nutrientes, pode-
se estimar que, nas condições do estudo, as sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6)
e n/m/n/t/s (T1) proporcionaram uma ciclagem de N, P e K, equivalente a 358 kg ha
-
1
ano
-1
de uréia (45% de N), 174 kg ha
-1
ano
-1
de superfosfato simples (18% de P
2
O
5
)
e 383 kg ha
-1
ano
-1
de cloreto de K (60% de K
2
O).
1.4 Conclusões
- As maiores adições de N, absorção, ciclagem e exportação de N, P, K são
observadas nas sucessões de culturas que incluem leguminosas tanto no inverno
(ervilhaca), antecedendo a cultura do milho, como no verão ou entressafra
(crotalária) entre o milho e o trigo.
- As sucessões de culturas e/m/n/t/s, apesar de apresentarem valores de
adição de N relativamente menores quando comparadas à sucessão e/m/c/t/s, foram
eficientes na absorção, na ciclagem e na exportação de N, P, K.
- As sucessões n/m/n/t/s e a/m/f/t/s mostraram-se inferiores na adição de N,
absorção, ciclagem e exportação de N, P, K .
2 - PRODUTIVIDADE DE MASSA SECA E DE GRÃOS
AFETADAS POR SUCESSÕES DE CULTURAS
NO SISTEMA PLANTIO DIRETO
2.1 Introdução
A dinâmica dos nutrientes no solo é resultado da interação de vários fatores, e
no SPD esses fatores são alterados em velocidade e/ou intensidade, principalmente
pelo menor revolvimento do solo e pela manutenção dos resíduos culturais na
superfície do solo (Fiorin, 2007).
Na fase de implantação do SPD, as melhorias nas condições físicas, químicas
e biológicas do solo geralmente não se expressam na produtividade das culturas,
especialmente naquelas exigentes em N, pois a redução do revolvimento resulta
numa menor taxa de mineralização do N orgânico do solo (Bayer, 1996) e dos
resíduos vegetais das culturas. O N é, dos nutrientes essenciais às plantas, o que
sofre um maior número de transformações biogeoquímicas no sucessão solo-planta
(Stevenson, 1994; Camargo & Sá, 2004), sendo todas as transformações no solo
mediadas por microrganismos (Victória et al., 1992). Devido ao não revolvimento do
solo e à manutenção dos resíduos vegetais na superfície do solo sob SPD, ocorre
alteração na dinâmica e na transformação das formas de N no solo (Amado et al.,
2002).
A imobilização microbiana do N do solo ocorre quando são adicionados
resíduos de plantas cuja relação entre o C orgânico mineralizável e o N supera a
relação C/N dos microrganismos. Assim, a relação C/N e a quantidade de C
mineralizável são os principais atributos dos resíduos culturais que irão condicionar a
intensidade do processo de imobilização de N no solo. A imobilização de N reduz a
produção das culturas quando elas são implantadas sobre resíduos culturais pobres
em N, principalmente nas não leguminosas, pois elas não têm a capacidade de fixar
N
2
da atmosfera, em simbiose com rizóbios, e são menos eficientes do que os
microrganismos em absorver esse nutriente (Da Ros, 1993; Basso & Ceretta, 2000;
Giacomini, 2001 e Amado et al., 2003). Dessa maneira, dependendo do programa de
38
sucessão de culturas, pode haver ocorrência de mineralização ou imobilização
líquida de N no solo.
No SPD, em que os resíduos permanecem na superfície do solo, é preciso
determinar a intensidade do processo de imobilização/mineralização do N no solo, a
fim de aumentar a eficiência da adubação nitrogenada. Na recomendação da
adubação nitrogenada, é importante caracterizar a influência do tempo de adoção do
SPD. Na fase inicial de implantação da sucessão (até 4 a 5 anos), segundo Sá
(1996), predominam os processos de imobilização de N no solo. Dessa forma, torna-
se necessário o manejo adequado da adubação nitrogenada, pela utilização de
maiores doses de N. Após alguns anos de adoção do SPD, ocorre um aumento nos
conteúdos de carbono (MO) que conduz ao aumento do reservatório de N
potencialmente mineralizável. Nessa fase, é restabelecido um equilíbrio entre a
imobilização/liberação e, segundo Sá (1996), após 9 a 12 anos de SPD, observa-se
maior liberação de N à sucessão, com menor resposta à adubação nitrogenada
mineral.
No entanto, o restabelecimento entre a imobilização/liberação está
intimamente ligado às condições nas quais as lavouras sob SPD vêm sendo
conduzidas. Esse processo pode ser acelerado em sucessões de culturas que
envolvem leguminosas e adicionam altas quantidades de resíduos (Muzilli et al.,
1983; Heinzmann, 1985; Derpsch et al., 1985; Bayer & Mielniczuk, 1997ab;
Rheinheimer et al., 1998). No entanto, nem todo o N mineralizado a partir do resíduo
de leguminosas pode ser considerado como disponível às culturas, visto haver a
necessidade de um sincronismo entre a mineralização do resíduo e a demanda de N
pelas plantas, o que nem sempre ocorre. Mas, apesar disso, tem-se registros de
significativas contribuições de N por leguminosas, como por exemplo o fornecimento
de 40 a 90 kg N ha
-1
ao milho em sucessão à ervilhaca (Amado, 1997; Pons et al.,
1984). Esse fato resulta numa considerável redução de custos de produção, já que a
necessidade de N fertilizante é significativamente menor (Amado, 1997).
Os microrganismos do solo desempenham papel fundamental no ciclo
biogeoquímico do P e na sua disponibilidade para as plantas, mediante o fluxo de P
pela biomassa microbiana, a solubilização do P inorgânico, a mineralização do P
orgânico e a associação entre plantas e fungos micorrízicos (Paul & Clark, 1996).
Sucessões agrícolas com menor perturbação do solo conseguem manter maiores
teores de P na biomassa microbiana (Brookes et al., 1984; Rheinheimer et al., 2000).
39
O manejo do solo pode ser, portanto, fator determinante no fluxo de P por intermédio
da biomassa microbiana, sendo necessária melhor compreensão sobre sua
dinâmica e sua contribuição para a nutrição das plantas. Dessa forma, o conteúdo e
o fluxo de P por meio da biomassa microbiana desempenham importante papel
como reservatório de P, podendo atingir valores equivalentes ou, às vezes,
superiores à absorção desse nutriente pelas plantas (Brookes et al., 1984; Singh et
al., 1989).
Com a aplicação de adubos fosfatados e conseqüente adsorção aos colóides,
o manejo do solo tem papel importante no prolongamento da sua disponibilidade,
pois algumas práticas podem ser adotadas para diminuir a sua adsorção específica,
como o não revolvimento do solo, controle da erosão e a manutenção da cobertura
vegetal do solo. Também, pelo não revolvimento do solo, os fertilizantes fosfatados
aplicados acumulam P nas camadas superficiais e o de camadas profundas é
ciclado pelas plantas para a superfície (Selles et al.,1997; Rheinheimer, 2000). Com
isso, ocorre primeiramente a saturação dos sítios mais ávidos e o remanescente é
redistribuído em frações retidas com menor energia e, por isso, maior capacidade de
dessorção, aumentando a sua disponibilidade às plantas (Barrow et al., 1998;
Rheinheimer & Anghinoni, 2001). A deposição de resíduos culturais na superfície do
solo diminui a sua superfície de contato com o solo e, assim, a decomposição pela
biomassa microbiana é desacelerada, resultando na mineralização gradual e parcial
desses compostos, aumentando o conteúdo de MO e P orgânico (Rheinheimer,
2000) e de ânions orgânicos, e esses podem aumentar a competição pelos sítios de
adsorção, diminuindo a retenção do P (Hue, 1991). Assim, no SPD, há uma redução
nas perdas de P por erosão e, devido à localização da adubação fosfatada nas
camadas superficiais, do acúmulo de MO e do aumento da biomassa microbiana,
ocorre acumulação do P orgânico. Por isso, a manutenção da cobertura do solo
também por plantas vivas no SPD impede que o P orgânico mineralizado passe para
formas menos lábeis.
No SPD, os resíduos culturais, ao serem mineralizados, liberam nutrientes
que podem ser aproveitados pela cultura subseqüente (Borkert et al., 2003). O K
contido na palha da superfície do solo em sucessões de culturas em SPD pode
tornar-se uma fonte expressiva de K para nutrição da cultura subseqüente (Foloni &
Rosolem, 2004). No entanto, a velocidade de liberação de nutrientes dos resíduos
culturais durante o processo de decomposição depende da localização e da forma
40
em que esses nutrientes se encontram no tecido vegetal. O K, que se encontra em
componentes não estruturais e na forma iônica no vacúolo das células das plantas
(Marschner, 1995), é rapidamente lixiviado logo após o manejo das plantas de
cobertura, com pequena dependência dos processos microbianos. No caso do P,
cuja maior parte encontra-se na planta associada a componentes orgânicos do
tecido vegetal (Marschner, 1995), sua liberação está intimamente ligada ao processo
de decomposição pelos microrganismos do solo.
Nesse sentido, é necessário repensar a seqüência de culturas dentro dos
diversos sistemas de produção. O uso de plantas de cobertura do solo, tanto de
inverno como de verão e/ou na entressafra, não deveria competir com as culturas
econômicas, mas modificar as condições em que as culturas de grãos são
cultivadas, e reduzir os custos e/ou aumentar a rentabilidade (Fiorin, 2007). Isso
deve ser considerado no planejamento da rotação de culturas e é decisivo para o
sucesso de um sistema de produção. Dessa maneira, tão logo é colhida uma cultura
comercial ou manejada uma planta de cobertura do solo, deve ser semeada uma
outra espécie na seqüência, permitindo uma rápida cobertura e proteção do solo,
bem como da máxima expressão do potencial das espécies e de seus benefícios
para as culturas produtoras de grãos (Fiorin, 1999). Segundo Ruedell (1998), o
segredo está em se estabelecer uma sucessão de culturas, denominado sucessão
planta-colhe-planta, que “explore” continuamente o solo, nunca o deixando
descoberto.
O objetivo desse trabalho foi identificar sucessão de culturas mais eficientes
em garantir a manutenção da produtividade de grãos das culturas a longo prazo no
SPD.
2.2 Material e Métodos
2.2.1 Descrição da área experimental
Nesse estudo foi utilizado o mesmo experimento descrito no Capítulo 1,
constituído por diferentes combinações de plantas de cobertura de inverno, de verão
41
e/ou culturas de safrinha intercaladas com as principais culturas produtoras de grãos
da região, denominadas de sucessões de culturas.
2.2.2 Avaliações
2.2.2.1 Produtividade de grãos e de massa seca
A avaliação da produtividade de grãos e de massa seca das sucessões de
cultura foi realizada seguindo metodologia descrita no Capítulo 1. A partir desses
resultados foram calculados os valores em cada cultivo e o total em 5 cultivos para
cada espécie, e o acumulado em cada ciclo de rotação, e no período de 10 anos
(1997-2007), para cada sucessão de cultura.
2.2.3 Análise estatística
Na análise de variância dos resultados, quando os valores de F (Tratamento)
foram significativos ao nível de 5 % de probabilidade, submeteu-se ao Teste de
Duncan (p<0,05), usando o pacote estatístico SAS (SAS, 1989).
Na análise estatística dos resultados de produtividade de grãos de massa
seca foi avaliada a interação entre as sucessões de culturas e os ciclos de rotação.
Os parâmetros estatísticos (FTratamento e coeficiente de variação) são
apresentados no APÊNDICE B.
2.3 Resultados e Discussão
Analisando os resultados de produtividade de massa seca e de grãos,
observa-se que, em todos os casos, houve interação significativa entre as sucessões
de culturas e os ciclos de rotação. Isso mostra que as sucessões de culturas
interferiram nos resultados de maneira diferenciada para cada ciclo de rotação.
Com relação à produtividade de massa seca das plantas de cobertura de
inverno (Tabela 2.1), observa-se que a aveia mostrou-se superior estatisticamente
às outras espécies. Considerando que não se utilizou adubação nitrogenada, na
média dos cultivos (5308 kg ha
-1
) é considerada de alta produtividade por Amado et
al. (2002). Essa produção provavelmente foi favorecida pelo fato de a espécie ter
sido implantada em sucessão à soja. Segundo Sá (1996), há a tendência de
aumento da oferta de N à sucessão devido à decomposição dos resíduos da soja de
baixa relação C/N. Os valores de adição de N no solo podem variar de 17 a 59 kg
ha
-1
após a colheita dessa leguminosa, devido à fixação biológica de N
2
(Wiethölter,
1996).
Tabela 2.1 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) de plantas
de cobertura de inverno em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo
e o total em 5 cultivos.
Sucessões de
1º
cultivo 2º
cultivo 3º
cultivo 4º
cultivo 5º
cultivo Total no Período
Culturas
1997 1999 2001 2003 2005 ( 5 cultivos )
----------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------- %
T1. n/m/n/t/s
(1)
5475
a
(2)
7006 ab 2351 c 1033 e 1470 c 17335 d
65,3
T2. a/m/f/t/s
4872 b 7493 a 5380 ab 5894 a 2901 a 26540 a
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
4150 c 5009 bc 4522 b 3974 c 2574 ab 20229 bc
76,2
T4. e
(a)
/m/c/t/s
4150 c 5170 bc 5122 ab 5322 b 2368 ab 22132 b
83,4
T5. e/m/n/t/s
3753 d 5526 abc 5966 a 3094 d 2186
abc 20527 bc
77,3
T6. e/m/c/t/s
3753 d 4576 c 4421 b 3260 d 1749 bc 17759 cd
66,9
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
De maneira geral, as sucessões com ervilhaca no inverno encontram-se numa
situação intermediária. Apesar disso, os valores de produtividade de massa seca de
ervilhaca são considerados ótimos, mostrando o alto potencial de produtividade de
massa, ciclagem e/ou fixação de nutrientes, no período que antecede a cultura do
43
milho no SPD. Os efeitos da utilização da adubação com P e K (T3 e T4) na
produtividade de massa seca de plantas de cobertura de inverno foram mais
evidentes no 1º e 4º ciclos de rotação. No entanto, as sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5)
foram mais eficientes em manter a produtividade total de massa seca de ervilhaca
no período de 10 anos, mesmo sem o uso de adubação, quando comparados às
sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6).
O nabo forrageiro como planta de cobertura de inverno, na sucessão n/m/n/t/s
(T1), apresentou uma alta produtividade de massa seca no 1º e 2º cultivos, mas foi
muito reduzida, mostrando os menores valores no 3º, 4º e 5º ciclos (Tabela 2.1).
Esse comportamento é semelhante ao observado com o nabo forrageiro como
planta de cobertura de verão ou entressafra (Tabela 2.3). A utilização simultânea do
nabo forrageiro como planta de cobertura de inverno, antecessora ao milho, e de
verão ou entressafra, entre milho e trigo, e de forma contínua ao longo do período de
5 ciclos de rotação (10 anos), afetou o seu potencial de produtividade de massa
seca. Esse fato pode ser melhor ilustrado na Figura 2.1, quando a sucessão
n/m/n/t/s (T1) foi comparada com outras duas sucessões que fazem parte de outro
estudo mantido até o 4º cultivo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Produção de Massa Seca Relativa (%)
Anos que repete nabo forrageiro antes e após milho
Y = - 10,424 X + 95,027
R
2
= 0.9403
Produção de Massa Seca Relativa (%)
Anos que repete nabo forrageiro antes e após milho
Y = - 10,424 X + 95,027
R
2
= 0,94
Figura 2.1 - Potencial de produtividade de massa seca de nabo forrageiro pela
repetição antes e após o milho, a cada dois anos, comparativamente à
sucessão que utiliza nabo uma vez, a cada dois anos, somente antes do milho,
ou somente entre milho e trigo.
44
O comportamento dos resultados de produtividade de massa seca e de grãos
de milho foi muito semelhante entre si (Tabela 2.2). Observa-se que na sucessão
a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1) foram estatisticamente inferiores às demais sucessões.
Isso é, devido a essas sucessões apresentarem as menores adições e ciclagens de
N (Tabelas 1.6, 1.9), aliado a não-utilização, nesse estudo, de N mineral. Entretanto,
no período de 10 anos, a sucessão n/m/n/t/s (T1) foi estatisticamente superior em
22,8% e 41,1% à sucessão a/m/f/t/s (T2), respectivamente, na produtividade de
massa seca e de grãos de milho.
Tabela 2.2 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e de grãos
de milho em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo e o total em 5
cultivos.
Sucessões de
1º
cultivo 2º
cultivo 3º
cultivo 4º
cultivo 5º
cultivo Total no Período
Culturas
1997-98 1999-00 2001-02 2003-04 2005-06 ( 5 cultivos )
----------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------- %
-------------------------------- Produtividade de Massa Seca de Milho --------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
7134 a
(2)
6187 ab 6651 b 8579 b 6664 c 35214 c 122,8
T2. a/m/f/t/s
5454 b 5552 b 5450 c 6059 c 6164 c 28680 d 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
7629 a 6294 ab 7533 ab 11276 a 8786 ab 41518 a 144,8
T4. e
(a)
/m/c/t/s
7629 a 6869 a 7590 a 10979 a 7228 bc 40293 ab 140,5
T5. e/m/n/t/s
7755 a 6982 a 7876 a 10605 a 9139 a 42357 a 147,7
T6. e/m/c/t/s
7755 a 6429 a 7099 ab 10187 a 6943 c 38412 b 133,9
------------------------------------ Produtividade de Grãos de Milho ------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
5528 a 3891 a 4182 c 6648 b 4666 ab 24915 c 141,1
T2. a/m/f/t/s
3430 b 3080 b 3215 d 3582 c 4352 b 17659 d 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
5070 a 3958 a 4737 bc 8738 a 4973 ab 27477 b 155,6
T4. e
(a)
/m/c/t/s
5070 a 4319 a 5317 b 8508 a 6191 a 29406 a 166,5
T5. e/m/n/t/s
5124 a 4391 a 6103 a 8219 a 5701 ab 29538 a 167,3
T6. e/m/c/t/s
5124 a 4043 a 4723 bc 7894 a 5656 ab 27441 b 155,4
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
As sucessões com ervilhaca no inverno proporcionaram as maiores
produtividades de massa seca e de grãos de milho. Isso está associado à alta
adição e ciclagem de nutrientes, em especial ao N, proporcionado pela ervilhaca
antes do milho nessas sucessões de culturas. Avaliando o período de 10 anos, não
houve efeito na utilização da adubação com P e K (T3 e T4) na produtividade de
massa seca de milho. No entanto, a produtividade de grãos de milho foi afetada
45
positivamente em 11,1% pela adubação com P e K, somente na sucessão e/m/c/t/s
(T4 e T6). A sucessão e/m/n/t/s (T3 e T5) foi mais eficiente em manter a
produtividade de grãos de milho, no período de 10 anos, mesmo sem o uso de
adubação com P e K.
No período de 10 anos, considerando as condições sem adubação com P e
K, as sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1), apresentaram,
respectivamente, uma superioridade de 47,7%, 33,9% e 22,8%, na produção de
massa seca de milho, e de 67,3%, 55,4% e 41,1%, na produção de grãos de milho,
quando comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2).
A produtividade de massa seca do feijão mostrou os menores valores,
estatisticamente inferiores às demais sucessões de culturas (Tabela 2.3). O feijão
cultivado entre o milho e o trigo teve um desenvolvimento satisfatório e produziu
grãos somente nos anos agrícolas de 1998 e 2002 (APÊNDICE C). Essa cultura tem
baixo potencial em produtividade de massa, grãos e ciclagem de nutrientes.
Tabela 2.3 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) de plantas
de cobertura de verão ou feijão em diferentes sucessões de culturas,
acumulado em cada cultivo e o total em 5 cultivos.
Sucessões de
1º
cultivo 2º
cultivo 3º
cultivo 4º
cultivo 5º
cultivo Total no Período
Culturas
1998 2000 2002 2004 2006 ( 5 cultivos )
----------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------- %
T1. n/m/n/t/s
(1)
6683
bc
(2)
3718 b 1822 c 1071
bc 2156 c 15451 c
337,9
T2. a/m/f/t/s
646 d 938 c 879 c 1172
bc 938 d 4573 d
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
7984 ab 6211 a 4289 b 6180 a 3529 a 28193 a
616,5
T4. e
(a)
/m/c/t/s
6496 bc 6958 a 11100 a 366 c 2950 b 27870 a
609,4
T5. e/m/n/t/s
9553 a 5767 a 3319 b 2196 b 2865 b 23700 b
518,3
T6. e/m/c/t/s
6057 c 6494 a 10989 a 256 c 2730 b 26526ab
580,1
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
A sucessão n/m/n/t/s (T1) apesar de apresentar uma produtividade de massa
seca acumulada no período de 10 anos, superior ao feijão, mostrou uma redução do
potencial de produtividade de massa seca ao longo do período do estudo. Isso é,
devido à utilização simultânea do nabo forrageiro como planta de cobertura de
inverno, antes do milho, e de entressafra, entre milho e trigo, como apresentado e
46
discutido anteriormente (Figura 2.1). No entanto, o nabo forrageiro cultivado entre o
milho e trigo foi favorecido na produtividade de massa seca, quando associado à
utilização de ervilhaca no inverno (T3 e T5), e com efeito significativo da utilização
da adubação com P e K. Por outro lado, a produtividade de massa seca de crotalária
não demonstrou diferença significativa ao efeito da utilização da adubação com P e
K. Convém destacar que a crotalária apresentou alta e muito baixa produtividade de
massa seca, respectivamente, no 3º e 4º ciclos de rotação (Tabela 2.3).
Considerando as espécies disponíveis para serem cultivadas entre o milho e o
trigo, no período de 10 anos, em condições sem adubação com P e K, observa-se
que o nabo forrageiro (T5) e a crotalária (T6), ambos associados à ervilhaca antes
do milho, apresentaram, respectivamente, uma superioridade de 418,3% e 480,1%
na produção de massa seca, quando comparados ao feijão (T2).
O comportamento dos resultados de produtividade de massa seca e de grãos
de trigo (Tabela 2.4) foi muito semelhante e, de maneira geral, tiveram um
comportamento diretamente relacionado ao potencial de produtividade de massa das
plantas de cobertura cultivadas entre milho e trigo. Os menores valores estão
associados às sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1) ao longo do estudo. As
sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) foram superiores estatisticamente na produtividade de
massa seca e de grãos de trigo. Convém ressaltar que, no 3º cultivo, mesmo com
uma produtividade de massa seca de crotalária superior em 2,6 e 3,3 vezes ao nabo
forrageiro (Tabela 2.3), respectivamente nas sucessões com e sem adubação de P e
K, as sucessões que incluem nabo, mantiveram-se superiores na produtividade de
massa seca e de grãos de trigo.
Os efeitos da utilização da adubação com P e K (T3 e T4) na produtividade de
massa seca e de grãos de trigo, acumulada no período de 10 anos, foram,
respectivamente, superiores em 9,5% e 6,8%, e estatisticamente significativos
somente na sucessão e/m/n/t/s (T3). Isso pode ser atribuído ao fato de que a
utilização do nabo forrageiro, como cultura de cobertura entre o milho e o trigo, deve
ter promovido, provavelmente, o aumento do potencial de produção do trigo nessa
condição, o que induziu uma resposta significativa à adubação com P e K. O
aumento do potencial produtivo do trigo pela utilização de nabo forrageiro tem sido
reportado na literatura (Bianchi et al., 1997; Fiorin et al., 1998; Wiethölter, 2003;
Rossatto, 2004).
47
Tabela 2.4 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e de grãos
de trigo em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo e o total em 5
cultivos.
Sucessões de
1º
cultivo 2º
cultivo 3º
cultivo 4º
cultivo 5º
cultivo Total no Período
Culturas
1998 2000 2002 2004 2006 ( 5 cultivos )
----------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------- %
--------------------------------- Produtividade de Massa Seca de Trigo --------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
3720 b
(2)
3184 bc 2767 ns 2364 bc 3511 b 15545 d 115,6
T2. a/m/f/t/s
2354 c 2653 c 2662 2304 c 3470 bc 13443 e 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
4424 a 3841 a 2991 4044 a 4015 a 19316 a 143,7
T4. e
(a)
/m/c/t/s
4132 a 3474 ab 2808 3708 a 3066 c 17188 bc 127,9
T5. e/m/n/t/s
4220 a 3887 a 3065 2910 bc 3552 b 17634 b 131,2
T6. e/m/c/t/s
3579 b 3508 ab 2829 2964 b 3219 bc 16099 cd 119,8
------------------------------------- Produtividade de Grãos de Trigo ------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
2058 c 1761 b 1339 b 1169 c 1943 b
8270 d
121,5
T2. a/m/f/t/s
1089 d 1227 c 1292 b 1275 bc 1920 b
6804 e
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
2736 a 2190 a 1655 a 1615 a 2419 a
10615 a
156,0
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2286 b 1922 ab 1421 b 1677 a 1696 b
9002 c
132,3
T5. e/m/n/t/s
2610 a 2151 a 1696 a 1519 ab 1965 b
9940 b
146,1
T6. e/m/c/t/s
1980 c 1941 ab 1506 ab 1458 ab 1715 b
8600
cd
126,4
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
ns - não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
Não houve efeito significativo das sucessões de culturas na produtividade de
massa seca de soja acumulada no período de 10 anos (Tabela 2.5). No entanto, a
produtividade de grãos de soja mostrou-se estatisticamente inferior e igual entre si,
nas sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1). Esse efeito mostra-se mais
pronunciado no 4º cultivo devido à ocorrência de condições climáticas adversas no
período de desenvolvimento da soja. Por outro lado, as condições adequadas ao
excelente desenvolvimento da cultura da soja no 2º cultivo, amenizou as diferenças
entre as sucessões, não demonstrando efeito significativo. A sucessão n/m/n/t/s
(T1), que ao longo do estudo apresentou uma redução do potencial de produtividade
de massa seca e de grãos de trigo, pela utilização simultânea do nabo forrageiro,
afetou também a produtividade de grãos de soja, especialmente no 4º e 5º cultivos.
48
Tabela 2.5 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e de grãos
de soja em diferentes sucessões de culturas, em cada cultivo e o total em 5
cultivos.
Sucessões de
1º
cultivo 2º
cultivo 3º
cultivo 4º
cultivo 5º
cultivo Total no Período
Culturas
1998-99 2000-01 2002-03 2004-05 2006-07 ( 5 cultivos )
----------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------- %
--------------------------------- Produtividade de Massa Seca de Soja ---------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
3255 ns 4056
ns 3960
abc
(2)
2064 c
3141 c 16476
ns 96,8
T2. a/m/f/t/s
3191 4179 3803 bc 2490 bc 3356 bc 17020 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
3447 4064 4008
abc 2928 ab 3658 a 18105 106,4
T4. e
(a)
/m/c/t/s
3472 4149 4281 a 2634 bc 3453 ab 17989 105,7
T5. e/m/n/t/s
3375 4001 3771 c 3464 a 3268 bc 17879 105,0
T6. e/m/c/t/s
3254 4269 4168 ab 2436 bc 3471 ab 17598 103,4
------------------------------------- Produtividade de Grãos de Soja -------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
2545 a 3171
ns
3095 abc 1298 b 2455 c 12564 c 103,6
T2. a/m/f/t/s
2056 b 3267 2972 bc 1212 b 2624 bc 12131 c 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
2695 a 3176 3133 abc 1788 a 2859 a 13652 ab 112,5
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2714 a 3243 3346 a 1775 a 2699 ab 13777 a 113,6
T5. e/m/n/t/s
2638 a 3127 2948 c 1662 a 2554 bc 12930
bc 106,6
T6. e/m/c/t/s
2425 a 3337 3258 ab 1781 a 2713 ab 13513 ab 111,4
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
ns - não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
No período de 10 anos, considerando as condições sem adubação com P e
K, as sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1), apresentaram,
respectivamente, uma superioridade de 6,6%, 11,4% e 3,6%, na produção de grãos
de soja, quando comparadas à sucessão a/m/f/t/s (T2).
Analisando os resultados acumulados no período do estudo, as sucessões
e/m/c/t/s (T4 eT6) apresentaram os maiores valores de produtividade de grãos de
soja, embora a sucessão e
(a)
/m/n/t/s (T3) não diferisse estatisticamente. O efeito
residual da adubação com P e K foi significativo no 5º cultivo, sendo superior em
11,9%, mas somente nas sucessões e
(a)
/m/n/t/s (T3 e T5). No entanto, a sucessão
e/m/c/t/s (T6) não diferiu estatisticamente da sucessão e
(a)
/m/c/t/s. Isso está
associado, provavelmente, a uma característica da crotalária que, mesmo sem
adubação com P e K, pode estar conferindo um efeito residual suficiente para
49
interferir de maneira positiva nos rendimentos de grãos de soja cultivados num
período de aproximadamente 9 a 15 meses depois.
Avaliando a produtividade de massa seca e de grãos acumulada por ciclo e
no período de 10 anos (Tabela 2.6), observam-se os menores valores nas
sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1), estatisticamente diferentes entre si. No
período de 10 anos, considerando as condições sem adubação com P e K, as
sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1), apresentaram,
respectivamente, uma superioridade de 35,3%, 29,0% e 10,8%, na produção de
massa seca, e de 38,4%, 30,9% e 20,8%, na produção de grãos, quando
comparadas à sucessão a/m/f/t/s (T2).
Tabela 2.6 - Produtividade de massa seca total (raízes+parte aérea) e de grãos
acumulada em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos nos diferentes
sucessões de culturas.
Sucessões de
1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total no Período
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07 1997-2007
---------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------- %
------------------------------- Produtividade de Massa Seca Acumulada -------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
26267bc
24151a
(2)
17550 c 15111 d 16942 c 100021 d
110,8
T2. a/m/f/t/s
16517 d 20815 b 18173 c 17920 c 16830 c 90256 e
100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
27634
ab 25420 a 23343 b 28402 a 22562 a 127360 a
141,1
T4. e
(a)
/m/c/t/s
25878 bc 26621 a 30901 a 23009 b 19064 b 125472
ab
139,0
T5. e/m/n/t/s
28656 a 26164 a 23998 b 22270 b 21010 a 122096 b
135,3
T6. e/m/c/t/s
24398 c 25276 a 29505 a 19103 c 18111bc 116393 c
129,0
---------------------------------- Produtividade de Grãos Acumulada ----------------------------------
T1. n/m/n/t/s
10131 ab 8823 a 8616 cd 9115 b 9064 b 45749 c 120,8
T2. a/m/f/t/s
7113 c 7574 b 8213 d 6070 b 8896 b 37865 d 100,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
10501 a 9324 a 9525 bc 12141 a 10252ab 51744 a 136,7
T4. e
(a)
/m/c/t/s
10070 ab 9485 a 10085ab 11960 a 10586 a 52186 a 137,8
T5. e/m/n/t/s
10372 ab 9668 a 10747 a 11400 a 10220ab 52408 a 138,4
T6. e/m/c/t/s
9529 b 9321 a 9487 bc 11133 a 10083ab 49553 b 130,9
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
Avaliando os resultados de massa seca no período de 10 anos, observa-se
uma superioridade nas sucessões com adubação com P e K (T3 e T4), em 4,3% e
7,8%, respectivamente às sucessões e/m/n/t/s (T5) e e/m/c/t/s (T6). No entanto,
50
observou-se resposta significativa à utilização da adubação com P e K na
produtividade de grãos no período de 10 anos, com uma superioridade de 5,3%,
somente na sucessão e/m/c/t/s (T4 e T6). É importante ressaltar que, apesar das
sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) quando comparadas às sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6),
apresentaram uma adição de N inferior estatisticamente (Tabela 1.7), uma ciclagem
de N e P estatisticamente semelhante (Tabelas 1.10) e uma ciclagem de K superior
estatisticamente mostrou-se eficiente em manter a produtividade de grãos quando
não foi utilizada adubação, em um período de 10 anos.
Com base nisso, acredita-se que as sucessões que utilizam a ervilhaca no
inverno e o nabo forrageiro entre milho e trigo, parece haver um sinergismo entre as
espécies. Isso provavelmente, através da ciclagem de nutrientes, parece modificar a
dinâmica dos nutrientes do solo, afetando a resposta de adubação com P e K das
culturas e mantendo a produtividade das culturas a longo prazo.
2.4 Conclusões
- As sucessões e/m/n/t/s, e/m/c/t/s e n/m/n/t/s, nas condições sem adubação com P
e K, foram superiores em 38,4%, 30,9% e 20,8%, respectivamente, na produção de
grãos, quando comparadas à sucessão a/m/f/t/s.
- A sucessão e/m/n/t/s, apesar de menor aporte de N do que a sucessão e/m/c/t/s,
foi eficiente em ciclar nutrientes e manter o rendimento de grãos mesmo sem
adubação com P e K, por 10 anos.
- As sucessões n/m/n/t/s e a/m/f/t/s apresentaram as menores produções de massa
seca e de grãos, em relação às demais sucessões.
- O aumento da freqüência de uso de nabo forrageiro na sucessão de culturas
prejudicou o potencial de produtividade de massa seca, ciclagem de nutrientes e a
produtividade de grãos de milho, trigo e soja.
3 - RELAÇÃO ENTRE ADIÇÃO, ABSORÇÃO, CICLAGEM,
EXPORTAÇÃO DE NUTRIENTES E A PRODUTIVIDADE EM
SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO
3.1 Introdução
Os nutrientes se encontram em diversos compartimentos (solos, plantas,
microrganismos, água, ar). Essas transferências de compartimentos representam a
forma mais simples de ciclagem de nutrientes. Na ciclagem de nutrientes, muitos
ciclos são policíclicos, o que significa que um elemento pode se reciclar mediante
vários processos, dentro de um compartimento (solo) antes de ser transferido ao
compartimento planta (Spain & Salinas, 1985).
O solo é um sistema aberto e concentra resíduos orgânicos e os produtos das
transformações desses. Os resíduos culturais, adicionados ao solo, são
decompostos por microrganismos. Na decomposição dos resíduos culturais, os
nutrientes presentes nos compostos orgânicos são absorvidos pelas células
microbianas e posteriormente são liberados na forma mineral, no processo de
mineralização. A quantidade de nutrientes que é mineralizada depende do balanço
líquido entre a mineralização e a imobilização e está relacionada ao tipo de resíduo
cultural (Moreira & Siqueira, 2002).
O balanço líquido entre mineralização e imobilização é controlado pela
quantidade de C orgânico mineralizável e a relação deste com a quantidade dos
demais nutrientes presentes nos resíduos culturais ou no solo. O N é o principal
nutriente, cujos teores no solo dependem do balanço entre mineralização e
imobilização. A adição de resíduos culturais, ricos em N, possibilita aumentar a
quantidade de N mineral no solo. A baixa concentração desse nutriente nos resíduos
culturais, em relação ao C orgânico mineralizável, causa a imobilização do N no solo
(Giacomini, 2001; Da Ros et al., 2003).
No caso do N, que é um elemento muito móvel no sistema, em que podem
ocorrer perdas, estima-se que 60% a 70% do encontrado na biomassa vegetal
heterotrófica é reciclado e novamente absorvido pelas plantas do cultivo seguinte
52
(Spain & Salinas, 1985). A quantidade de N que retorna ao solo na forma de
resíduos de plantas constitui considerável porção do N total absorvido pelas plantas
(Whitney & Kanehiro, 1967), comparada à pequena parte do que é liberado pelas
raízes e do que é lavado das folhas pela chuva.
Segundo Jones & Woodmansee (1979), cerca de 77% do P das folhas e 79%
do P das raízes mortas ficam disponíveis para o crescimento das plantas cultivadas
logo após o cultivo da espécie de cobertura. Desse total de P na parte aérea da
planta, 60% a 80% são solúveis em água, a maior parte na forma orgânica
(Bromfield & Jones, 1970). Embora o P seja pouco solúvel, pode retornar ao solo por
chuvas de alta intensidade (Bromfield, 1961). Entre 69% a 80% do P total na planta
pode ser lavado da vegetação dessecada ou morta (Wilkinson & Lowrey, 1973).
O K é normalmente o mineral mais abundante no tecido vegetal presente
predominantemente na forma iônica K
+
, a decomposição dos restos vegetais libera-o
na sua totalidade, rapidamente. Tem alta mobilidade na planta em qualquer
concentração, seja dentro da célula, seja no tecido vegetal, no xilema ou no floema.
O K não é metabolizado na planta e forma ligações com moléculas orgânicas de fácil
reversibilidade (Marschner, 1995). Assim, pode-se considerar como 100% o
aproveitamento do K proveniente dos restos de culturas, porém podem ocorrer
perdas por lixiviação, quando se trata de solos arenosos (Spain & Salinas, 1985). A
aveia e a ervilhaca reciclam grande quantidade de K, e a ervilhaca, a mucuna-preta,
o tremoço e o guandu aportam grande quantidade de N. Todas as espécies reciclam
quantidades significativas de Ca, Mg e micronutrientes, porém baixas quantidades
de P.
Ao contrário do N, poucos estudos têm sido realizados de modo a relacionar a
taxa de mineralização de P com as características bioquímicas dos resíduos
culturais das plantas de cobertura. Quando a relação C/P foi relacionada com as
taxas de mineralização de P dos resíduos culturais, os resultados obtidos foram
inconsistentes (White & Ayoub, 1983; Buchanan & King, 1993; Schomberg & Steiner,
1999). A concentração em P inorgânico (Pi) pode ser um bom indicador da
velocidade de liberação de P nos estágios iniciais de decomposição dos resíduos
culturais, pois o Pi é solúvel em água e pode representar de 15% do P total das
plantas deficientes em P até 70% em plantas com teor próximo ao limite de toxidez
(Marschner, 1995; Malavolta et al., 1997).
53
Giacomini et al. (2003), avaliando a liberação de P e de K de resíduos
culturais, observaram que a taxa de liberação do K foi 4,5 vezes maior do que a do
P. A quantidade de P remanescente na fase inicial da decomposição foi
inversamente proporcional à concentração do P solúvel em água dos resíduos
culturais. Nos resíduos culturais do consórcio aveia + ervilhaca, o P e o K foram
liberados mais lentamente do que o observado nessas espécies em cultivo solteiro,
indicando um maior potencial de sincronismo entre a demanda de P e K pelas
culturas comerciais e a liberação desses nutrientes dos resíduos culturais
provenientes de consórcios.
Dessa forma, os restos vegetais deixados na superfície do solo em sistemas
de produção no SPD podem constituir uma reserva considerável de nutrientes
(Fiorin, 1999). O K contido na palha da superfície do solo cultivado no SPD pode
tornar-se uma fonte expressiva de K para nutrição da cultura subseqüente (Foloni &
Rosolem, 1997). Por ação da água das chuvas, o K, independentemente da
mineralização da MO, pode constituir fator importante na liberação de nutrientes de
restos vegetais.
Na realidade, o restabelecimento entre a imobilização/liberação está
intimamente ligado às condições nas quais as lavouras sob SPD vêm sendo
conduzidas. Esse processo é valido para sucessões de culturas que adicionam altas
quantidades de resíduos e pode ser acelerado em sucessões envolvendo
leguminosas (Muzilli et al., 1983; Heinzmann, 1985; Derpsch et al., 1985; Bayer &
Mielniczuk, 1997b; Rheinheimer et al., 1998). Além das leguminosas, existem
plantas de outras famílias com elevada capacidade de ciclagem de nutrientes, como
é o caso do nabo forrageiro (Fiorin, 1999; Rossato, 2004; Nicoloso et al., 2008).
Portanto, as sucessões de culturas podem contribuir para a manutenção do
equilíbrio dos nutrientes no solo e para o melhor aproveitamento da sua fertilidade. É
bem possível que os benefícios desse sistema, tanto para o solo como para o
desenvolvimento das plantas, não sejam contemplados pela avaliação química
tradicional da fertilidade, sendo percebidos como “ruídos” e não como benefícios.
Um indicador de fertilidade é sensível para expressar as alterações promovidas pela
mudança do sistema de cultivo e/ou da rotação de culturas na fertilidade do solo,
percebida pelas plantas, quando sua variação é proporcional àquela promovida no
rendimento das culturas (Nicolodi, 2007). O acompanhamento da evolução dos
indicadores de fertilidade no solo e do rendimento das culturas não parece ser um
54
recurso eficiente para melhorar a interpretação dos resultados das análises químicas
e, consequentemente, a avaliação da fertilidade. Isso sugere que no SPD existem
outros indicadores que se relacionam melhor com o rendimento do que os
tradicionalmente usados para avaliar a fertilidade do solo no SPD (Nicolodi, 2007).
O objetivo desse trabalho foi o de caracterizar a relação entre a adição, a
absorção, a ciclagem e a exportação de N, P, K e a produtividade em sucessões de
culturas a longo prazo no SPD.
3.2 Material e Métodos
3.2.1 Descrição da área experimental
Nesse estudo foi utilizado o mesmo experimento descrito no Capítulo 1,
constituído por diferentes combinações de plantas de cobertura de inverno, de verão
e/ou culturas de safrinha intercaladas com as principais culturas produtoras de grãos
da região, denominadas de sucessões de culturas.
3.2.2 Avaliações
3.2.2.1 Cálculo de nutrientes adicionados, absorvidos, exportados e ciclados
Nesse estudo foram utilizados os resultados obtidos no Capítulo 1.
3.2.2.2 Cálculo do balanço de nutrientes nas sucessões de culturas
O balanço de N, P, K médio por ciclo de rotação e acumulado no período de
10 anos foi determinado com base nas estimativas de adição, ciclagem e exportação
de N, P, K nas diferentes sucessões de culturas, conforme a equação a seguir.
55
Balanço (NPK) = Adição de NPK – Exportação de NPK
Balanço Aparente (NPK) = Ciclagem NPK – Exportação de NPK
A partir desses resultados foram calculados os valores acumulados em cada
ciclo de rotação, e no período de 10 anos (1997-2007) para cada sucessão de
culturas.
3.2.3 Análise estatística
Na análise de variância dos resultados, quando os valores de F (Tratamento)
foram significativos ao nível de 5 % de probabilidade, submeteu-se ao Teste de
Duncan (p<0,05), usando o pacote estatístico SAS (SAS, 1989).
3.3 Resultados e Discussão
O estudo das relações entre adição, absorção, ciclagem e exportação de
nutrientes pode ser uma ferramenta útil para melhorar o entendimento da inferência
das diferentes sucessões de culturas na dinâmica dos nutrientes e na
sustentabilidade do SPD.
Avaliando o comportamento da adição de N, observa-se uma alta relação com
a absorção (R
2
= 0,84) e com a ciclagem (R
2
= 0,84) de N acumulada no período de
10 anos (Figura 3.1). No entanto, as sucessões ervilhaca/nabo (T3 e T5), que
possuem uma adição intermediária, apresentaram uma absorção e ciclagem
equivalente às sucessões ervilhaca/juncea (T4 e T6).
1500
2000
2500
3000
3500
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de N (kg ha
-1
)
800
1200
1600
2000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Ciclagem Acumulada de N (kg ha
-1
)
Figura 3.1 - Relação entre adição e absorção, entre adição e ciclagem de N,
acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
A ciclagem de N proporcionada pelas sucessões de culturas apresentou uma
relação linear e muito alta com a absorção de N (R
2
= 0,99) acumulada no período
de estudo (Figura 3.2). De modo semelhante, a absorção de N teve uma alta relação
(R
2
= 0,93) com a exportação de N, causada pela produção de grãos obtida nas
Adição de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
) Adição de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
Y = 173,34+3,5795X-0,001X
2
R
2
= 0,
84
Y = -483,49+2,7678X-0,0008X
2
R
2
= 0,
84
57
diferentes sucessões de culturas. Observa-se uma relação direta entre a adição de
N e a produtividade de massa seca e de grãos acumuladas no período de 10 anos
(Figura 3.3). Comparativamente a isso, a ciclagem de N acumulada no período de
10 anos, teve uma alta relação (R
2
= 0,94 e 0,94) com a produtividade de massa
seca e de grãos (Figura 3.3). Dessa forma, a ciclagem de N promovida pelas
sucessões de culturas parece ter modificado a dinâmica desse nutriente no sistema
solo-planta, interferido de maneira decisiva na produtividade das culturas.
1500
2000
2500
3000
3500
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de N (kg ha
-1
)
900
1000
1100
1200
1300
1400
1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600
Exportação Acumulada de N (kg ha
-1
)
Figura 3.2 - Relação entre ciclagem e absorção, entre absorção e exportação
de N, acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Para avaliar a sustentabilidade do SPD a longo prazo é oportuno investigar a
origem (fonte), o destino (dreno) do N e o seu balanço nas sucessões de culturas. A
diferença entre a adição e a exportação (balanço), entre a ciclagem e a exportação
(balanço aparente) de N, nas diferentes sucessões de culturas, são apresentados na
Tabelas 3.1.
Y = 860,17 + 1,2319 X
R
2
= 0,99
Y = 272,81+0,5115X-0,00006X
2
R
2
= 0,93
Ciclagem de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
) Absorção de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
58
80000
90000
100000
110000
120000
130000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Produtividade de M assa Seca (kg ha
-1
)
80000
90000
100000
110000
120000
130000
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Produ tividade de M assa Seca (kg ha
-1
)
33000
38000
43000
48000
53000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Produtividade de G rãos (kg ha
-1
)
33000
38000
43000
48000
53000
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Produtividade de G rãos (kg ha
-1
)
Figura 3.3 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com a produtividade
acumulada de massa seca e de grãos em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Observa-se que o balanço (adição-exportação) de N apresentou uma grande
amplitude de variação entre as sucessões de culturas. No período de 10 anos, essa
variação foi de -444 a +559 kg ha
-1
de N. Os valores do balanço de N foram maiores
estatisticamente nas sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6). Esse resultado foi atribuído aos
maiores valores de adições de N (Tabela 1.6), pois essas sucessões incluem
leguminosas tanto no inverno, antecedendo a cultura do milho, como no verão ou
entressafra, entre o milho e o trigo. Os valores de balanço de N nas sucessões de
culturas e/m/n/t/s (T3 e T5) encontram-se numa situação intermediária e
comparativamente às outras sucessões, mais próximos a zero, mostrando que a
adição e a exportação de N foram semelhantes, ao longo de 10 anos.
Y = 3699,7+46,973X-0,0114X
2
R
2
= 0,94
Y = 15907+46,294X-0,0147X
2
R
2
= 0,
69
Y = 56124 + 35,499 X
R
2
= 0,94
Y = 22313+129,46X-0,0407X
2
R
2
= 0,
82
Adição de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
) Ciclagem de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
59
Tabela 3.1 - Balanço (adição-exportação) e balanço aparente (ciclagem-
exportação) de N em diferentes sucessões de culturas, acumulado em cada
ciclo de rotação e no período de 10 anos.
Sucessões de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07
Período
--------------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------------
----------------------------------------------- Balanço de N -----------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
-103 e
(2)
-75 c -71 c -104 e -92 c
-444 f
T2. a/m/f/t/s
-67 d -45 c -69 c -53 cd -75 c
-310 e
T3. e
(a)
/m/n/t/s
53 b 37 b 40 b -28 b -36 b
67 c
T4. e
(a)
/m/c/t/s
150 a 175 a 218 a 6 a 11 a
559 a
T5. e/m/n/t/s
2 c 54 b 37 b -57 d -63 bc
-26 d
T6. e/m/c/t/s
135 a 141 a 221 a -35 bc -4 a
459 b
----------------------------------------- Balanço Aparente de N -----------------------------------------
T1. n/m/n/t/s 189 a 68 bc -54 c -39 d -49 b 114 c
T2. a/m/f/t/s -15 b -7 c -74 c 45 b -63 b -115 d
T3. e
(a)
/m/n/t/s 228 a 133 ab 101 b 150 a 23 a 635 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s 174 a 178 a 237 a 63 b 14 a 666 a
T5. e/m/n/t/s 199 a 155 ab 100 b 32 b -8 a 476 b
T6. e/m/c/t/s 170 a 128 ab 238 a -1 c -10 a 525 ab
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
Considerando que a exportação de N nas sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) e
e/m/c/t/s (T4 e T6) foram estatisticamente semelhantes (Tabela 1.8), o
comportamento diferenciado no balanço (adição-exportação) é atribuído
principalmente às adições. Baseado nisso, as sucessões e/m/n/t/s, apesar de
apresentarem valores de balanço (adição-exportação) de N inferiores em 492 e 485
kg ha
-1
(Tabela 3.1), quando comparadas à sucessão e/m/c/t/s, para a condição com
e sem adubação, foram eficientes em manter a disponibilidade de N adequada e,
conseqüentemente, a produtividade das culturas.
No período de 10 anos, houve efeito significativo da utilização da adubação
com P e K (T3 e T4) no balanço de N (adição-exportação), na ordem de 93 e 100 kg
ha
-1
, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s (Tabela 3.1). Isso está
associado ao efeito significativo da utilização da adubação com P e K na adição de
N (Tabela 1.6) na ordem de 9,0% e 8,4%, respectivamente nas sucessões e/m/n/t/s
e e/m/c/t/s. No entanto, o incremento na adição pelo efeito da utilização da adubação
com P e K foi de apenas 0,61 e 0,40 kg de N por kg de P
2
O
5
e K
2
O aplicado,
respectivamente.
60
Analisando os resultados de balanço aparente (ciclagem-exportação) de N,
comparando as condições com e sem adubação de P e K, observou-se que, dentro
de cada condição, as sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) e e/m/c/t/s (T4 e T6) são
estatisticamente semelhantes entre si. No entanto, o uso da adubação com P e K
proporciona uma maior ciclagem de N (Tabela 1.9) no período de 10 anos. Isso pode
ser melhor ilustrado, analisando a percentagem de ciclagem e exportação de N
pelas sucessões de culturas (Figura 3.4). Comparativamente, na condição com e
sem adubação, as sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s apresentam ciclagem e
exportação muito semelhantes. O uso da adubação proporciona aumento de 5 e 6
pontos percentuais na ciclagem (Figura 3.4), respectivamente, nas sucessões
e/m/n/t/s e e/m/c/t/s, e, portanto, um efeito significativo no balanço aparente
(ciclagem-exportação) de N no período de 10 anos (Tabela 3.1). No entanto, esse
efeito na ciclagem não se traduziu em aumento na exportação de N (Tabela 1.8).
39
29
59
60
54
54
35
32
40
40
39
39
0
20
40
60
80
100
Ciclagem
Exportação
Percentagem de Nitrogênio (%)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
Sucessões de Culturas
Figura 3.4 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de N em
diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Os menores valores de balanço, e balanço aparente de N, foram observados
nas sucessões n/m/n/t/s e a/m/f/t/s (Tabela 3.1). Considerando que a adição de N
61
nas sucessões n/m/n/t/s (T1) e a/m/f/t/s (T2) foi estatisticamente semelhante (Tabela
1.6), a influência sobre o balanço e o balanço aparente deveu-se à ciclagem e à
exportação de N nessas sucessões. Apesar da sucessão a/m/f/t/s (T2) apresentar
uma menor produtividade acumulada de grãos (Tabela 2.6), e, portanto, menor
exportação, apresentou o menor valor de balanço aparente (ciclagem-exportação).
Isso é devido aos valores de ciclagem de N, proporcionalmente os menores que
foram observados entre as sucessões (Tabela 1.9). Comparativamente, a ciclagem
de N na sucessão a/m/f/t/s foi de 10 e 28 pontos percentuais menor (Figura 3.4),
respectivamente, que a sucessão n/m/n/t/s e que a média das sucessões e/m/n/t/s e
e/m/c/t/s.
Quanto mais negativo os valores do balanço é provável que ocorra uma maior
dependência do fornecimento de N pelo solo na manutenção da produtividade das
culturas. Os maiores valores da contribuição de N do solo (Tabela 1.6) foram
observados nas sucessões que associam ervilhaca antes do milho e nabo forrageiro
entre o milho e o trigo (T3 e T5). Isso é importante, pois a sustentabilidade dessa
sucessão de cultura pode estar comprometida a longo prazo, devido ao esgotamento
das reservas de N da MO. No entanto, os valores de balanço de N nas sucessões de
culturas e/m/n/t/s (T3 e T5) encontram-se numa situação intermediária em
comparação às outras sucessões e mais próximos a zero, mostrando que a adição e
a exportação de N foram semelhantes ao longo de 10 anos.
Dessa forma, essa sucessão mostra-se mais eficiente, provavelmente ao
sinergismo da utilização da ervilhaca no inverno, que promove uma adição suficiente
para equilibrar com a exportação, e da utilização do nabo forrageiro entre milho e
trigo, que se mostra altamente eficiente na ciclagem do N adicionado e/ou da MO.
Por outro lado, houve uma baixa relação entre a adição e a ciclagem de N com o
fornecimento de N do solo nas diferentes sucessões de culturas (Figura 3.5). Isso
está associado ao comportamento diferenciado de cada sucessão de cultura, quanto
à origem (fonte) e à eficiência na busca do N visando a atender sua demanda, bem
como ao sinergismo das espécies na maximização do potencial de produção de
grãos (destino).
As sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1) apresentam uma baixa adição de
N. No entanto, a sucessão n/m/n/t/s apresenta uma maior ciclagem, proporcionando
uma produção e uma dependência do fornecimento do N do solo relativamente
maior. Essa sucessão, devido ao balanço negativo, pode, a longo prazo, conduzir
62
ao esgotamento das reservas de N do solo. As sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6),
devido a FBN das leguminosas, apresentam uma adição e um balanço
estatisticamente superior às sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5). Como a exportação de
N nas sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s foram semelhantes, a adição diferenciada
influenciou no comportamento diferenciado das relações da adição e ciclagem com o
fornecimento de N pelo solo.
1000
1250
1500
1750
2000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Fornecimento de N do Solo (kg ha
-1
)
1000
1250
1500
1750
2000
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Fornecimento de N do Solo (kg ha
-1
)
Figura 3.5 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com o fornecimento de N
do solo em diferentes sucessões de culturas, no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
A adição e a ciclagem de N nas diferentes sucessões de culturas
apresentaram uma relação alta (R
2
= 0,85 e 0,93) com a absorção de P (Figura 3.6).
Tem sido relatado na literatura que o adequado suprimento de N promove uma
maior absorção de P pelas culturas. No entanto, observa-se um ajuste relativamente
menor (R
2
= 0,51 e 0,71) na relação entre a adição e a ciclagem de N com a
absorção de K. Isso pode ser atribuído ao efeito diferenciado das sucessões de
culturas, especialmente as que possuem o nabo forrageiro na ciclagem e,
conseqüentemente, na absorção de K do solo.
Y = -31,287+1,989X-0,0006X
2
R
2
= 0,21
Y = 173,24+2,5795X-0,001X
2
R
2
= 0,
39
Adição de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
) Ciclagem de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
63
400
500
600
700
800
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de P
2
O
5
(kg ha
-1
)
400
500
600
700
800
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de P
2
O
5
(kg ha
-1
)
1200
1700
2200
2700
3200
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de K
2
O (kg ha
-1
)
1200
1700
2200
2700
3200
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Absorção Acumulada de K
2
O (kg ha
-1
)
Figura 3.6 - Relação entre a adição e a ciclagem de N com a absorção
acumulada de P e K em diferentes sucessões de culturas, no período de 10
anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
A absorção de P é altamente correlacionada (R
2
= 0,96) com a ciclagem do
nutriente (Figura 3.7). De forma semelhante, quanto maior a ciclagem maior é a
exportação acumulada de P nas diferentes sucessões de culturas. No caso do K,
existe uma alta relação (R
2
= 0,99) entre a absorção e a ciclagem de K (Figura 3.8).
No entanto, uma relação relativamente menor (R
2
= 0,66) entre a ciclagem e a
exportação acumulada de K nas diferentes sucessões de culturas.
Para melhorar o entendimento dessas relações há que considerar o efeito da
ciclagem, da absorção e da exportação de nutrientes sobre a produtividade de
massa seca e de grãos das culturas, bem como a magnitude que cada fração
significa e o seu balanço nas diferentes sucessões de culturas.
Y = 274,7 + 0,2577 X
R
2
= 0,93
Y = 182,98+0,6394X-0,0002X
2
R
2
= 0,
85
Y = -1093,5+4,0422X-0,001X
2
R
2
= 0,71
Y = -673,11+5,3072X-0,0019X
2
R
2
= 0,
51
Adição de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
) Ciclagem de N acumulada em 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
64
400
500
600
700
800
900
200 300 400 500
Absorção Acumulada de P
2
O
5
(kg ha
-1
)
250
300
350
400
500 550 600 650 700 750 800 850
Exportação Acumulada de P
2
O
5
(kg ha
-1
)
Figura 3.7 - Relação entre a ciclagem e absorção, entre a absorção e
exportação acumulada de P em diferentes sucessões de culturas, no período
de 10 anos.
1200
2000
2800
3600
1000 1500 2000 2500 3000
Absorção Acumulada de K
2
O (kg ha
-1
)
300
350
400
450
500
1600 2000 2400 2800 3200
Exportação Acumulada de K
2
O (kg ha
-1
)
Figura 3.8 - Relação entre a ciclagem e absorção, entre a absorção e
exportação acumulada de K em diferentes sucessões de culturas, no período
de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Os valores do balanço (adição-exportação) de P e K (Tabela 3.2),
acumulados no período de estudo mostraram-se negativos. Observa-se que o
balanço apresentou, no período de 10 anos, uma amplitude de variação entre as
sucessões de culturas, de -381 a -168 e de -427 a -109 kg ha
-1
, respectivamente,
para o P e K. As sucessões que receberam adubação apresentam balanço
estatisticamente superior. Apesar da adição de P e K, os valores do balanço nessas
Y = 219,54 + 1,395 X
R
2
= 0,96
Y = 308,17 + 1,0464 X
R
2
= 0,99
Y = 199,15+0,12175X-0,00002X
2
R
2
= 0,66
Y = -377,41+1,8624X-0,0011X
2
R
2
= 0,
89
Ciclagem de K
2
O acumulada em 10 anos
(kg
ha
-
1
) Absorção de K
2
O acumulada em 10 anos (kg
ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
Ciclagem de P
2
O
5
acumulada - 10 anos (kg
ha
-
1
) Absorção de P
2
O
5
acumulada - 10 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
65
sucessões apresentam-se negativos, indicando que as quantidades não foram
suficientes para repor o P e o K exportados. As sucessões de culturas n/m/n/t/s (T1)
e a/m/f/t/s (T2) encontram-se numa situação intermediária, devido às menores
exportações de P e K (Tabelas 1.8) associadas às menores produtividades
acumuladas nessas sucessões (Tabela 2.6). Os menores valores de balanço de P e
K são observados nas sucessões e/m/n/t/s (T5) e e/m/c/t/s (T6), estatisticamente
semelhantes entre si para o balanço de K. Essas sucessões apresentam os valores
de balanço de P e K mais negativos. Isso é atribuído à exportação ocasionada pela
produtividade de grãos, a qual foi, provavelmente, sustentada pela fertilidade que o
solo apresentava na condição inicial do estudo.
Tabela 3.2 - Balanço (adição-exportação) de P e K em diferentes sucessões de
culturas acumulado em cada ciclo de rotação e no período de 10 anos.
Sucessões de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07
Período
--------------------------------------------- kg ha
-1
--------------------------------------------
-------------------------------------------- Balanço de P-P
2
O
5
--------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
-73 cd
(2)
-65 c -63 b -63 c -67 a
-330 c
T2. a/m/f/t/s
-54 b -56 b -64 b -43 b -70 ab
-288 b
T3. e
(a)
/m/n/t/s
-22 a -17 a -17 a -32 a -81 bc
-168 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s
-18 a -18 a -21 a -31 a -83 c
-170 a
T5. e/m/n/t/s
-76 d -71 c -77 c -79 d -79 bc
-381 e
T6. e/m/c/t/s
-69 c -69 c -69 b -77 d -77 abc
-360 d
-------------------------------------------- Balanço de K-K
2
O --------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
-83 c -85 bc -83 b -60 c -78 a
-389 c
T2. a/m/f/t/s
-70 b -81 b -92 b -45 b -81 ab
-368 b
T3. e
(a)
/m/n/t/s
-2 a -8 a -8 a -1 a -90 c
-109 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s
-0 a -9 a -13 a 0 a -90 c
-113 a
T5. e/m/n/t/s
-85 c -89 c -91 b -76 d -86 abc
-427 d
T6. e/m/c/t/s
-78 c -90 c -90 b -76 d -87 bc
-421 d
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
No balanço aparente (ciclagem-exportação) de P (Tabela 3.3), os maiores
valores são observados nas sucessões que receberam adubação. Analisando a
percentagem de ciclagem e exportação de P pelas sucessões de culturas (Figura
3.9), o uso da adubação proporcionou aumento de 8 e 9 pontos percentuais na
ciclagem de P das sucessões e/m/n/t/s e e/m/c/t/s, respectivamente. Esse efeito na
ciclagem não se traduziu em aumento na exportação de P na sucessão e/m/n/t/s, e
66
de apenas 3 pontos percentuais na sucessão e/m/c/t/s. As demais sucessões
apresentam um menor balanço aparente de P, diretamente relacionado aos valores
de ciclagem e exportação de P.
Tabela 3.3 - Balanço (ciclagem-exportação) aparente de P e K em diferentes
sucessões de culturas acumulado em cada ciclo de rotação e no período de 10
anos.
Sucessões de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07
Período
-------------------------------------------- kg ha
-1
-------------------------------------------
------------------------------------- Balanço aparente de P-P
2
O
5
-------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
11 b
(2)
-1 b -27 d -37 d -33
ns
-87 e
T2. a/m/f/t/s -5 c 9 ab -18 cd 11 a -24 -27 cd
T3. e
(a)
/m/n/t/s 26 a 16 ab 3 b -1 b -24 20 b
T4. e
(a)
/m/c/t/s 25 ab 29 a 39 a -17 c -23 53 a
T5. e/m/n/t/s 20 ab 9 ab -9 bc -32 d -33 -44 d
T6. e/m/c/t/s 17 ab 15 ab 26 a -33 d -26 -3 bc
------------------------------------- Balanço aparente de K-K
2
O -------------------------------------
T1. n/m/n/t/s 671 a 489 ab 228 c 186 c 231 cd 1805 d
T2. a/m/f/t/s 227 c 240 c 170 d 227 c 178 e 1042 f
T3. e
(a)
/m/n/t/s 593 a 513 a 403 b 535 a 349 a 2392 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s 431 b 473 ab 470 a 314 b 253 c 1941 c
T5. e/m/n/t/s 640 a 513 a 433 ab 334 b 312 b 2231 b
T6. e/m/c/t/s 395 b 384 b 419 b 213 c 207 de 1618 e
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo Teste de Duncan
(P<0,05)
ns – não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
Os valores de balanço aparente de K apresentam valores positivos e altos
(Tabela 3.3), com uma variação entre as sucessões de culturas, no período de 10
anos, de 1042 a 2392 kg ha
-1
. Foi observada uma superioridade nas sucessões
e/m/n/t/s (T3 e T5), aliada provavelmente, ao excelente potencial do nabo forrageiro
na ciclagem de K (Tabela 1.9). As sucessões e/m/c/t/s encontram-se numa situação
intermediária. Os menores valores de balanço aparente de K acumulados no
período são observados nas sucessões n/m/n/t/s e a/m/f/t/s, estatisticamente
diferentes entre si. O uso da adubação com P e K proporcionou aumento de 5 e 10
pontos percentuais na ciclagem de K (Figura 3.10), nas sucessões e/m/n/t/s e
e/m/c/t/s, respectivamente. Esse efeito na ciclagem não se traduziu em aumento na
exportação de K.
67
30
32
49
53
41
44
40
35
47
47
47
44
0
20
40
60
80
100
Percentagem de Fósforo (%)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
Sucessões de Culturas
Ciclagem
Exportação
Figura 3.9 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de P em
diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
67
43
87
73
82
63
12
11
13
13
13
13
0
20
40
60
80
100
Percentagem de Potássio (%)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
Sucessões de Culturas
Ciclagem
Exportação
Figura 3.10 - Percentagem de exportação e ciclagem acumulada de K em
diferentes sucessões de culturas no período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
68
Apesar da sucessão a/m/f/t/s apresentar as menores ciclagens de P,
estatisticamente semelhantes à sucessão n/m/n/t/s (Tabela 1.9), o comportamento,
nessa sucessão, da relação entre a ciclagem de P e a produtividade acumulada de
massa seca e de grãos foi diferente se comparado às outras sucessões (Figura
3.11).
80000
90000
100000
110000
120000
130000
200 250 300 350 400 450 500
P ro d u tivid ad e d e M assa S eca (kg h a
-1
)
80000
90000
100000
110000
120000
130000
1200 1700 2200 2700 3200
P ro d u tivid ad e d e M assa S eca (kg h a
-1
)
33000
38000
43000
48000
53000
200 250 300 350 400 450 500
P rod utividade de G rã os (k g ha
-1
)
33000
38000
43000
48000
53000
1200 1700 2200 2700 3200
Prod u tividade d e G rãos (kg h a
-1
)
Figura 3.11 - Relação entre a ciclagem de P e de K com a produtividade
acumulada de massa seca e de grãos em diferentes sucessões de culturas, no
período de 10 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Isso está associado à baixa produtividade de grãos observada nessa
sucessão, provavelmente limitada pela não utilização de adubação nitrogenada na
seqüência aveia-milho. De modo semelhante ao N, a ciclagem de K teve uma alta
relação (R
2
= 0,74 e 0,84) com a produtividade acumulada de massa seca e de
Y = 4026+212,53X-0,2316X
2
R
2
= 0,
61
Y = -18477+630,87X -0,6807X
2
R
2
= 0,
80
Y = -1908,5+37,595X-0,0065X
2
R
2
= 0,
84
Y = 34855+46,514X -0,0049X
2
R
2
= 0,
74
Ciclagem de P
2
O
5
acumulada -10 anos (kg
ha
-
1
) Ciclagem de K
2
O acumulada - 10 anos (kg
ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
69
grãos, respectivamente (Figura 3.11). A ciclagem de P nas sucessões a/m/f/t/s e
n/m/n/t/s foi 14,8 e 16,8 pontos percentuais menor (Figura 3.9), comparativamente, à
média das sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) e e/m/c/t/s (T4 e T6). No entanto, a
exportação de P foi menor em apenas 11,3 e 6,3 pontos percentuais,
respectivamente, nessas sucessões. Na ciclagem de K, essa inferioridade foi de
33,3 e 9,3 pontos percentuais, respectivamente (Figura 3.10). Esse efeito na
ciclagem K proporcionou uma diferença de apenas 2 e 1 pontos percentuais na
exportação de K, respectivamente, nas sucessões a/m/f/t/s (T2) e n/m/n/t/s (T1),
comparativamente, à média das sucessões e/m/n/t/s (T3 e T5) e e/m/c/t/s (T4 e T6).
Isso está associado ao fato de que, mesmo a ciclagem interferindo na produtividade
de grãos das culturas, o seu reflexo na exportação de K é menor, em virtude dos
teores de K nos grãos ser proporcionalmente bem menor quando comparado aos
teores de P e N.
Quanto mais negativo os valores do balanço de P e K, é provável que ocorra
uma maior dependência da contribuição da fertilidade do solo na manutenção da
produtividade das culturas. Nas condições do estudo, em que a área apresenta uma
fertilidade originalmente alta, observou-se uma relação direta entre a ciclagem de P
e K acumuladas no período de 10 anos com a produtividade de massa seca e de
grãos (Figura 3.11). Isso pode ser utilizado para melhorar o entendimento da
dinâmica do P e K na manutenção da produtividade das culturas nas sucessões
manejadas sob SPD.
Avaliando os resultados de massa seca acumulados no período de 10 anos
(Tabela 2.6), observou-se uma superioridade nas sucessões com adubação com P e
K (T3 e T4), em 4,3% e 7,8%, respectivamente às sucessões e/m/n/t/s (T5) e
e/m/c/t/s (T6). No entanto, observou-se resposta significativa à utilização da
adubação com P e K na produtividade de grãos acumulada no período de 10 anos
(Tabela 2.6), com uma superioridade de 5,3%, somente na sucessão e/m/c/t/s. É
importante ressaltar que apesar da sucessão e/m/n/t/s, quando comparada à
sucessão e/m/c/t/s, apresentar uma adição de N inferior estatisticamente (Tabela
1.6), uma ciclagem de N e P estatisticamente semelhante (Tabelas 1.9) e uma
ciclagem de K superior estatisticamente, mostrou-se eficiente em manter a
produtividade de grãos quando não se utilizou adubação em um período de 10 anos.
Com base nisso, acredita-se que as sucessões que utilizam ervilhaca no
inverno e nabo forrageiro entre milho e trigo, parece haver um sinergismo das
70
espécies. Isso, provavelmente, através da ciclagem, parece modificar a dinâmica
dos nutrientes do solo, afetando a resposta de adubação com P e K das culturas e
mantendo a produtividade das culturas no tempo.
3.4 Conclusões
- As sucessões de culturas e/m/n/t/s, apesar do menor balanço de N do que a
sucessão e/m/c/t/s, foram eficientes em manter a produtividade de grãos.
- A ciclagem de nutrientes teve uma alta relação com a produção acumulada
no período de 10 anos e pode ser utilizada para melhorar o entendimento da
dinâmica dos nutrientes e a manutenção da produtividade das espécies cultivadas
no SPD.
4 - RESPOSTA A NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO EM
SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO
4.1 Introdução
Com o tempo de cultivo do solo no SPD aumentam os teores de MO e de
nutrientes que melhoram a fertilidade do solo, alteram a dinâmica dos nutrientes e,
conseqüentemente, o desenvolvimento das plantas. O suprimento adequado de
nutrientes às plantas é imprescindível na busca de altas produtividades das espécies
cultivadas.
No RS, principalmente na região produtora de grãos, em que o solo é
cultivado predominantemente no SPD há mais de 15 anos, verificou-se um
importante aumento na fertilidade e na produtividade das culturas, com o tempo de
cultivo desses solos no SPD (Nicolodi, 2007). Os programas para o manejo da
fertilidade do solo foram desenvolvidos no SPC, que possui características bem
diferentes do SPD. Embora alguns ajustes tenham sido feitos, os indicadores usados
atualmente para as recomendações são os mesmos do SPC (Anghinoni & Salet,
1996; CQFS-RS/SC, 2004). O aumento da área cultivada no SPD, no Brasil, tem
gerado questionamentos principalmente quanto aos processos básicos de
transformação da MO e de seus efeitos nas propriedades do solo e na ciclagem de
nutrientes (Sá, 1998).
Existe também uma preocupação em tornar possível o uso das quantidades
dos nutrientes reciclados pelas culturas nas recomendações de adubação.
As sucessões de culturas podem contribuir para a manutenção do equilíbrio
dos nutrientes no solo e para o aumento da sua fertilidade. A adição regular de
resíduos de adubos verdes aos vários solos e ambientes agroecológicos contribui
para a conservação do solo e da água, promovendo, principalmente, a melhoria da
estrutura que favorece a aeração e a infiltração de água no solo, permitindo um
maior desenvolvimento das raízes (Lal, 1986). Além disso, propicia melhor
aproveitamento de adubos químicos e redução nos custos com adubação mineral,
72
uma vez que promove o aumento da atividade biológica do solo (Hernani et al.,
1995).
O cultivo de espécies vegetais conhecidas como plantas de cobertura
intensifica a oferta de nutrientes nas camadas superficiais do solo (Fiorin, 1999).
Contudo, a combinação ideal das espécies usadas para a cobertura do solo em
cultivos com SPD é aquela cuja taxa de decomposição dos resíduos vegetais é
compatível com a manutenção do solo protegido contra agentes erosivos por maior
período de tempo e com o fornecimento de nutrientes sincronizado com a demanda
pela cultura subseqüente (Oliveira et al., 2002). A eficiência dessas sucessões
depende da sincronização entre a ciclagem dos nutrientes e as fases de maior
absorção pelas culturas, da fixação biológica do N
2
e do suprimento de nutrientes
pelos resíduos das culturas na sucessão, sem prescindir da elevada produtividade
das culturas sucessoras.
O conhecimento dos fatores que afetam a dinâmica e a disponibilidade de
nutrientes no solo são relevantes para analisar o seu comportamento no sistema
solo-planta e, conseqüentemente, a resposta das culturas à adubação.
A recomendação atual de adubação nitrogenada para a cultura do milho
cultivado no SPD nos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (CQFS-
RS/SC, 2004), define a dose de N a ser aplicada, considerando a expectativa de
rendimento de grãos, o teor de MO, a espécie antecessora, seu rendimento de
massa seca e a proporção da espécie em cultivos consorciados. Principalmente para
recomendação da adubação nitrogenada, é importante incluir o tempo (fase de
implantação ou estabelecido) de adoção do SPD. Na fase de implantação do
sistema (até 4 a 5 anos), segundo Sá (1996), predominam os processos de
imobilização de N no solo. Dessa forma, torna-se necessário o manejo adequado da
adubação nitrogenada, pela utilização de maiores doses de N para as culturas de
milho, trigo, cevada, etc. Após alguns anos de adoção do SPD, ocorre um aumento
nos conteúdos de carbono (MO) que conduz ao aumento do reservatório de N
potencialmente mineralizável. Nessa fase, é restabelecido um equilíbrio entre a
imobilização/liberação e, segundo Sá (1996), após 9 a 12 anos de SPD, observa-se
maior liberação de N ao sistema, com menor resposta à adubação nitrogenada.
Na fase inicial de adoção do SPD, a construção de níveis de P exige uma
maior quantidade de fertilizante fosfatado (Cubilla, 2005). Porém, com o transcorrer
dos anos de fertilização e de adoção do sistema, verifica-se a saturação dos sítios
73
localizados na camada superficial, permitindo que a construção dos níveis ocorra de
forma mais intensa e rápida. Com isso, ocorre primeiramente a saturação dos sítios
mais ávidos e o remanescente é redistribuído em frações retidas com menor energia
e, por conseqüência, maior capacidade de dessorção, aumentando a sua
disponibilidade às plantas (Barrow et al., 1998; Rheinheimer & Anghinoni, 2001).
Esse processo intensifica-se na medida em que é reduzida a mobilização do solo.
Além dos aspectos inerentes à química do solo, não devem ser desconsiderados
outros relacionados à atividade biológica, ciclagem de nutrientes e de redução de
perdas de P verificados sob SPD.
Com a aplicação de adubos fosfatados e conseqüente adsorção aos colóides,
o manejo do solo passa a ter papel importante no prolongamento da sua
disponibilidade, pois algumas práticas podem ser adotadas para diminuir a sua
adsorção específica, como o não revolvimento do solo, controle da erosão e a
manutenção da cobertura vegetal do solo. Em solos onde a fração argila é composta
predominantemente por oxihidróxidos de ferro e de alumínio e caulinita, como os
latossolos do Planalto do RS, a capacidade de sorção do P é alta. Por isso, no SPD
a eficiência da adubação fosfatada é melhorada onde o solo não é revolvido,
diminuindo a exposição dos sítios de adsorção (Gatiboni, 2003). Também, pelo não
revolvimento do solo, os fertilizantes fosfatados aplicados acumulam P nas camadas
superficiais e o de camadas profundas é ciclado pelas plantas para a superfície
(Selles et al.,1997; Rheinheimer, 2000). Com isso, ocorre primeiramente a saturação
dos sítios mais ávidos e o remanescente é redistribuído em frações retidas com
menor energia e, por isso, maior capacidade de dessorção, aumentando a sua
disponibilidade às plantas (Barrow et al., 1998; Rheinheimer & Anghinoni, 2001).
A deposição de resíduos culturais na superfície do solo diminui a sua
superfície de contato com o solo e, assim, a decomposição pela biomassa
microbiana é desacelerada, resultando na mineralização gradual e parcial desses
compostos, aumentando o conteúdo de MO e P orgânico (Rheinheimer, 2000) e de
ânions orgânicos, e esses podem aumentar a competição pelos sítios de adsorção,
diminuindo a retenção do P (Hue, 1991). Do mesmo modo, a atividade microbiana
nas camadas superficiais do SPD pode proporcionar maior disponibilidade potencial
do P às plantas, já que aquele incorporado na biomassa dos microrganismos forma
estoque de P microbiano no solo e não é adsorvido aos colóides (Conte, 2001).
Assim, no SPD, não há perdas de P por erosão e, devido à localização da adubação
74
fosfatada, do acúmulo de MO e do aumento da biomassa microbiana, ocorre
acumulação do P orgânico. Por isso, a manutenção da cobertura do solo também
por plantas vivas no SPD impede que o P orgânico mineralizado passe para formas
menos lábeis.
As plantas absorvem o K da solução do solo, principalmente, por difusão e
fluxo de massa, ambos os mecanismos de suprimento de nutrientes muito
influenciados pela umidade do solo (Klepker & Anghinoni, 1995). O K apresenta
mobilidade no solo, podendo ser redistribuído no perfil pelo fluxo de água
(mobilidade vertical) e por absorção e ciclagem pelas plantas (mobilidade horizontal
e vertical), uma vez que é um nutriente requerido em grandes quantidades,
especialmente naquelas de alta produção de massa verde. Apesar disso, estudos
conduzidos no Sul do Brasil têm demonstrado pequenas respostas à aplicação de K.
Esses resultados podem ser interpretados com base na capacidade das reservas de
K do solo de manter o equilíbrio com a solução do solo atendendo ao requerimento
das plantas (Oliveira et al., 1971; Meurer & Anghinoni, 1993; Silva et al., 1995;
Meurer et al., 1996; Castilhos & Meurer, 2002; Melo et al., 2004; Brunetto et al.,
2005). Entretanto, são escassos os estudos em campo com experimentos de longa
duração que estabeleçam o teor crítico e a resposta das culturas à adição de K sob
SPD (Brunetto et al., 2005).
Os restos vegetais deixados na superfície do solo em sucessões de culturas
em semeadura direta podem constituir uma reserva considerável de nutrientes
(Fiorin, 1999). O K contido na palha da superfície do solo em sucessões de culturas
em SPD pode tornar-se uma fonte expressiva de K para nutrição da cultura
subseqüente (Foloni & Rosolem, 2004). Por ação da água das chuvas, o K,
independentemente da mineralização da MO, pode constituir fator importante na
liberação de nutrientes de restos vegetais.
O comportamento da resposta das culturas à adubação, principalmente
quando o solo é cultivado no SPD, está relacionado ao histórico de cultivo da área,
variável de uma lavoura para outra. Tem-se verificado que existem diferenças
importantes nas respostas das culturas à adubação. Isso se deve ao fato de ser o
SPD um sistema dinâmico e a melhoria nos processos físicos, químicos e biológicos
do solo, encontra-se em diferentes níveis dentro de uma escala evolutiva (Sá, 2004).
Segundo Nicolodi (2007), é bem possível que os benefícios desse sistema,
tanto para o solo como para o desenvolvimento das plantas, não sejam
75
contemplados pela avaliação química tradicional da fertilidade, sendo percebidos
como “ruídos” e não como benefícios. O “ruído” na avaliação da fertilidade sempre
existiu, porém a sua magnitude aumentou no SPD devido a inúmeros fatores
isolados ou por efeito em cascata em que a alteração de um fator influencia uma
série deles, geralmente não considerados na sua avaliação. O aumento do “ruído”
ocorre na amostragem de solo e nas determinações químicas, na calibração e na
interpretação dos resultados das análises (Nicolodi, 2007). É importante a noção
exata do grau da interferência do aumento do “ruído” na avaliação, para saber se é
suficiente adaptá-la ou se é necessário desenvolver uma nova metodologia de
avaliação, a partir de outro conceito da fertilidade para o cultivo do solo no SPD
(Nicolodi, 2007).
O cultivo do solo no SPD altera a dinâmica dos nutrientes no solo e melhora a
eficiência de utilização dos nutrientes pelas plantas. Embora haja melhorias no
ambiente para a vida das plantas (disponibilidade e acesso aos nutrientes, retenção
de água etc.), segundo Nicolodi (2007), no SPD ocorre um aumento no “ruído”,
porque o sistema de avaliação da fertilidade foi desenvolvido para avaliar o solo
revolvido, totalmente desagregado. Para o autor, as influências das diferentes
rotações de culturas adotadas, e das relações estabelecidas com o tempo de cultivo,
interferem nas relações entre o rendimento relativo e o teor dos nutrientes
determinados quimicamente nas amostras de solo.
O objetivo desse trabalho foi de avaliar a resposta a N, P e K em sucessões
de culturas com e sem adubação no SPD.
4.2 Material e Métodos
4.2.1 Descrição da área experimental
Nesse estudo foi utilizado o mesmo experimento descrito no Capítulo 1,
constituído por diferentes combinações de plantas de cobertura de inverno, de verão
e/ou culturas de safrinha intercaladas com as principais culturas produtoras de grãos
da região, denominadas de sucessões de culturas.
Com o objetivo de avaliar a resposta à adubação com NPK em sucessões de
76
culturas com e sem adubação por 8 anos (4 ciclos), no 5º ciclo de rotação de
culturas (9º e 10º anos), foi realizada a divisão da parcela inicialmente de 7,5 x 30 m,
em 18 parcelas de 2,5 x 5,0 m (Figura 4.1). Nesse estudo utilizou-se doses de NPK
no milho e trigo (Tabela 4.1), para aumentar a produtividade e avaliar a resposta das
plantas à adubação, assim como a eficiência da ciclagem de nutrientes nas
diferentes sucessões de culturas.
Tabela 4.1 - Doses de N, P e K utilizadas no milho e trigo no 5º ciclo de rotação
de culturas (9º e 10º anos) em diferentes sucessões de culturas do
experimento cultivado há 11 anos no SPD.
Tratamento Doses de Nutriente (kg ha
-1
)
Código N P - P
2
O
5
K - K
2
O
.……………………………… Testemunha Absoluta ……………………………….
0-0-0 0 0 0
........……………………………… Doses de N ……………………………......
N-0 0 0 0
N-1 40 0 0
N-2 80 0 0
N-3 120 0 0
........………………………………Doses de P - P
2
O
5
………………………………........
P0-NK(100) 120 0 80
P1-NK(100) 120 30 80
P2-NK(100) 120 60 80
P3-NK(100) 120 90 80
......……………………………… Doses de K - K
2
O ………………………………......
K0-NP(100) 120 90 0
K1-NP(100) 120 90 40
K2-NP(100) 120 90 80
Na cultura da soja não foram adicionadas doses de NPK, para avaliar o
efeito residual da adubação realizada no milho e no trigo. Assim, primeiramente com
as doses de N, procurou-se investigar a eficiência da ciclagem em atender uma
demanda crescente de P e K em função do aumento da produtividade. Também foi
avaliada a curva de resposta a P e K, nesse caso com os demais nutrientes em
condições não limitantes, considerando as condições com e sem adubação há 8
anos.
O teor de P e K do solo na condição original (em 1997), as quantidades de P
e K aplicados via adubação e exportados pelas culturas em 8 anos (1997-2005), e o
teor de P e K no solo, na condição inicial (em 2005) dos estudos de respostas a
doses de N, P e K, são apresentadas na Tabela 4.2.
77
Bloco I
Bloco II
5,0 m 5,0 m 5,0 m 5,0 m 5,0 m 5,0 m
2,5 m
N-0
13
K1-NP(100)
14
P1-NK(100)
15
N-1
16
K0-NP(100)
17
P1-NK(100)
18
2,5 m
P0-NK(100)
12
N-2
11
K2-NP(100)
10
P2-NK(100)
9
N-0
8
K1-NP(100)
7
2,5 m
K0-NP(100)
1
P3-NK(100)
2
0-0-0
3
N-3
4
P0-NK(100)
5
N-1
6
2,5 m
N-0
31
K1-NP(100)
32
P1-NK(100)
33
N-1
34
K2-NP(100)
35
P3-NK(100)
36
2,5 m
P0-NK(100)
30
N-2
29
K2-NP(100)
28
P2-NK(100)
27
N-2
26
0-0-0
25
2,5 m
K0-NP(100)
19
P3-NK(100)
20
0-0-0
21
N-3
22
P2-NK(100)
23
N-3
24
30 m
Bloco III
Figura 4.1 - Croqui de campo (detalhe da subdivisão das parcelas) do
experimento de longa duração no 5º ciclo de rotação, e os tratamentos (doses)
de adubação avaliados no estudo.
Tabela 4.2 - Teor de P e K do solo na condição original (0 a 10 cm),
quantidades de P e K aplicados via adubação e exportados pelas culturas em 8
anos (1997-2005) e teor de P e K no solo na condição inicial (0 a 10 cm) em
diferentes sucessões de culturas.
Sucessões
de
Teor Original
Adubação
Exportação
Teor Inicial
Culturas
P K
P
2
O
5
K
2
O P
2
O
5
K
2
O
P K
---- mg dm
-3
---- --------------- kg ha
-1
--------------- ---- mg dm
-3
----
T1. n/m/n/t/s
(1)
17,2 162 0,0 0,0 263,4 311,2 8,6 219
T2. a/m/f/t/s
17,2 162 0,0 0,0 217,8 287,8 13,5 236
T3. e
(a)
/m/n/t/s
17,2 162 324,0 324,0 298,7 343,3 13,8 276
T4. e
(a)
/m/c/t/s
17,2 162 324,0 324,0 298,3 347,6 13,5 206
T5. e/m/n/t/s
17,2 162 0,0 0,0 302,2 340,6 9,6 227
T6. e/m/c/t/s
17,2 162 0,0 0,0 283,4 333,8 10,5 220
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
78
Nesse estudo foi utilizado o delineamento experimental de blocos ao acaso
com parcelas subdivididas e três repetições. As parcelas principais são compostas
pelas sucessões de culturas, e as sub-parcelas pelas doses de N, P e K.
4.2.2 Avaliações
4.2.2.1 Produtividade de grãos
A produtividade de grãos das culturas de milho, trigo, soja e feijão preto foi
avaliada em todos os cultivos. Os resultados foram expressos em kg ha
-1
a 13% de
umidade.
4.2.3 Análise estatística
Na análise de variância dos resultados, quando os valores de F (Tratamento)
foram significativos ao nível de 5 % de probabilidade, submeteu-se ao Teste de
Duncan (p<0,05), usando o pacote estatístico SAS (SAS, 1989). Os parâmetros
estatísticos (FTratamento e coeficiente de variação) são apresentados no
APÊNDICE D.
4.3 Resultados e Discussão
A produtividade de grãos de milho em resposta a doses de N, P e K cultivados
em áreas com 8 anos de diferentes sucessões de culturas, com e sem adubação de
P e K, é apresentada na Tabelas 4.3. Observa-se que, em todos os casos, não
houve interação significativa entre as doses de nutrientes e as sucessões de
culturas. A resposta a doses de N, P e K foi semelhante nas diferentes sucessões de
culturas. Nesse caso, serão avaliados somente os efeitos dos fatores principais, ou
seja, das doses e das sucessões de culturas.
Tabela 4.3 - Produtividade de grãos de milho (kg ha
-1
) em resposta a doses de
N, P e K cultivado em diferentes sucessões de culturas.
Sucessões de Doses de N no Milho ( kg ha
-1
)
Culturas 0 40 80 120
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s
(1)
4560 4881 5345 6039
5206 b
T2. a/m/f/t/s 4302 4770 4844 5072
4747 b
T3. e
(a)
/m/n/t/s 5653 7173 6963 6975
6691 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s 6151 6420 7750 6716
6759 a
T5. e/m/n/t/s 5568 6738 6415 6528
6312 a
T6. e/m/c/t/s 5464 5953 7147 5757
6080 a
Média
(2)
5283 B 5989 A 6411 A 6181 A
Sucessões de Doses de P em Milho (P
2
O
5
- kg ha
-1
)
Culturas
0
3
0
60
90
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s 5036 4933 5465 5558 5248 c
T2. a/m/f/t/s 6236 6745 6499 6252 6433 ab
T3. e
(a)
/m/n/t/s 6385 6418 6786 6815 6601 ab
T4. e
(a)
/m/c/t/s 6802 6697 6741 6623 6716 a
T5. e/m/n/t/s 5539 5735 6354 6930 6140 b
T6. e/m/c/t/s 5769 6174 6624 7178 6436 ab
Média
(2)
5961 C 6117 BC 6411 AB 6559 A
Sucessões de Doses de K em Milho (K
2
O - kg ha
-1
)
Culturas
0
40
80
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s 6056 5997 6096 6050 d
T2. a/m/f/t/s 6486 6564 6870 6640 abc
T3. e
(a)
/m/n/t/s 6594 6990 7286 6957 ab
T4. e
(a)
/m/c/t/s 6714 7290 7401 7135 a
T5. e/m/n/t/s 6325 6114 5989 6143 cd
T6. e/m/c/t/s 6451 6663 6556 6557 bc
Média
ns
6438 6603 6700
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem
estatisticamente pelo Teste de Duncan (P<0,05)
ns – não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
80
Houve resposta à adubação com doses de N e P na cultura do milho. As
doses de 40, 80 e 120 kg ha
-1
de N foram superiores estatisticamente à situação
sem N. A maior produtividade de grãos de milho foi observada na dose de 80 kg ha
-1
de N, o qual não diferiu estatisticamente das doses de 120 e 40 kg ha
-1
de N. No
caso do P, a maior produtividade de grãos de milho foi observada na dose de 90 kg
ha
-1
de P
2
O
5
, o qual não diferiu estatisticamente da dose de 60 kg ha
-1
de P
2
O
5
. Em
ambos os casos, o modelo de melhor ajuste foi o quadrático (Figura 4.2). As doses
de máxima eficiência técnica (MET) e máxima eficiência econômica (MEE) na cultura
do milho foram de 87 e 55 kg ha
-1
de N, e 79 e 13 kg ha
-1
de P
2
O
5
, respectivamente.
No cálculo da MET e MEE foi considerado o preço do milho em R$ 23,00 por saca
de 60 kg, e R$ 1.600,00 e R$ 2.300,00, por tonelada, respectivamente para a uréia
(45% de N) e superfosfato triplo (46% de P
2
O
5
). Convém ressaltar que, apesar de
haver resposta significativa à adubação fosfatada no milho, a dose de MEE é muito
baixa e podendo, em alguns casos, dependendo da relação de preço do nutriente e
do milho, não se torna viável economicamente.
0
2000
4000
6000
8000
0 40 80 120
Produtividade de Milho (kg ha
-1
)
0
2000
4000
6000
8000
0 30 60 90
Produtividade de Milho (kg ha
-1
)
Figura 4.2 - Curva de resposta a doses de N e P na cultura do milho cultivado
em diferentes sucessões de culturas (MET= Máxima Eficiência Técnica; MEE=
Máxima Eficiência Econômica).
Não houve resposta à adubação com doses de K
2
O na cultura do milho
(Tabela 4.3). Os efeitos das sucessões de culturas na produtividade de grãos de
milho foram significativos nos estudos de doses de N, P e K.
No estudo de doses de N em milho (Tabela 4.3), as sucessões a/m/f/t/s (T2) e
n/m/n/t/s (T1) apresentaram as menores produtividades de grãos, inferiores
estatisticamente às demais sucessões. Considerando as condições sem adubação
Doses de N em Milho (kg ha
-
1
) Doses de P em Milho - P
2
O
5
(kg ha
-
1
)
Y =
5264,6 + 25,3358 X – 0,146204 X
2
MEE = 55 kg ha
-1
MET = 87 kg ha
-1
Y =
5946,9 + 7,1598 X – 0,002188 X
2
MEE = 13 kg ha
-1
MET = 79 kg ha
-1
81
com P e K, as sucessões e/m/n/t/s (T5), e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1),
apresentaram, respectivamente, uma superioridade de 33,0%, 28,1% e 9,7%, na
produção de grãos de milho, quando comparadas à sucessão a/m/f/t/s (T2). É
oportuno comparar que os efeitos das sucessões de culturas são superiores ao
incremento na produtividade de grãos de milho, obtido pelo efeito das doses de N.
Nesse estudo, em que não se utilizou adubação com P e K no milho, para avaliar o
efeito residual da adubação por 8 anos, as sucessões sem adubação com P e K (T5
e T6) foram equivalentes estatisticamente às sucessões e
(a)
/m/n/t/s (T3) e e
(a)
/m/c/t/s
(T4). Convém ressaltar que as sucessões de culturas, associadas aos níveis de
fertilidade da área experimental na condição inicial (teor de P semelhante ou
levemente acima do crítico e teor de K muito alto - Tabela 4.2), e ao manejo que o
SPD proporcionou, uma vez suprida a demanda de N, mantiveram a produtividade
de grãos de milho após 9 anos sem adubação com P e K.
No estudo de doses de P em milho (Tabela 4.3), em que se utilizou adubação
com N e K, visando a suprir a demanda da cultura, as sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6),
e
(a)
/m/n/t/s (T3) e a/m/f/t/s (T2) foram superiores e estatisticamente semelhantes
entre si. Numa situação intermediária encontra-se a sucessão e/m/n/t/s (T5), o qual
não diferiu das sucessões e/m/c/t/s (T6), a/m/f/t/s (T2) e e
(a)
/m/n/t/s (T3). A
sucessão n/m/n/t/s (T1) foi inferior às demais sucessões. As sucessões com
adubação com P e K (T3 e T4) foram semelhantes estatisticamente, se comparadas
às mesmas sucessões sem adubação (T5 e T6).
Em relação ao estudo de doses de K em milho (Tabela 4.3), em que se
utilizou adubação com N e P, visando a suprir a demanda da cultura, as sucessões
com adubação com P e K (T3 e T4), e a sucessão a/m/f/t/s (T2) foram superiores e
estatisticamente semelhantes entre si. Numa situação intermediária encontra-se a
sucessão e/m/c/t/s (T6), que não difere da sucessão e/m/n/t/s (T5) e da a/m/f/t/s
(T2). A sucessão n/m/n/t/s (T1) apresenta os menores valores de produtividade,
estatisticamente semelhantes à sucessão e/m/n/t/s (T5).
A produtividade de grãos de trigo em resposta a doses de N, P e K utilizados
em áreas de fertilidade alta e sem adubação por 8 anos, em diferentes sucessões de
culturas, é apresentada na Tabela 4.4. Observa-se que nos estudos de P e K não
houve resposta às doses, nem interação significativa entre as doses e as sucessões
de culturas. No entanto, para o N, a resposta às doses e o efeito da interação foram
significativos. Isso mostra que o comportamento da resposta às doses de N foi
82
diferente para as sucessões de culturas, ou vice-versa. Avaliando esse efeito, a
resposta às doses de N em trigo foi significativa somente na sucessão a/m/f/t/s (T2),
apresentando, através do modelo de melhor ajuste, um comportamento linear. Esse
comportamento foi semelhante ao relatado por Fiorin (2007), quando, em outro
estudo, avaliando o efeito de três sucessões de culturas, na sucessão aveia
preta/milho, o modelo de melhor ajuste foi o linear, indicando a necessidade de
maiores doses de N para alcançar os rendimentos máximos. Isso pode ser
atribuído, provavelmente, à maior imobilização e, conseqüentemente, à menor
disponibilidade de N no solo, nessa sucessão de cultura.
Tabela 4.4 - Produtividade de grãos de trigo (kg ha
-1
) em resposta a doses de
N, P e K, cultivado em diferentes sucessões de culturas.
Sucessões de Doses de N no Trigo ( kg ha
-1
)
Culturas
0
40
80
120
Média
T1. n/m/n/t/s
(1)
1860 b
(2)
2348 ns 1904 ns 2325 b 2109
T2. a/m/f/t/s
(3)
1755 b B 1957 B 2490 A 2723 a A 2231
T3. e
(a)
/m/n/t/s 2294 a 2372 2218 2147 b 2258
T4. e
(a)
/m/c/t/s 1696 b 2031 2293 2120 b 2035
T5. e/m/n/t/s 1895 b 2170 2183 2225 b 2119
T6. e/m/c/t/s 1697 b 2215 2305 1990 b 2052
Média 1866 2182 2232 2255
Sucessões de Doses de P em Trigo (P
2
O
5
– kg ha
-1
)
Culturas
0
30
60
90
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s
2309 2495 2920 3029 2688 a
T2. a/m/f/t/s
2733 2800 2690 3001 2806 a
T3. e
(a)
/m/n/t/s
2529 2268 2286 2220 2326 b
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2498 2221 2337 2121 2294 b
T5. e/m/n/t/s
1973 2044 2200 2198 2104 b
T6. e/m/c/t/s
2126 2107 2103 2229 2141 b
Média
ns
2361 2323 2423 2466
Sucessões de Doses de K em Trigo (K
2
O - kg ha
-1
)
Culturas
0
40
80
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s 2377 2757 2521 2552 ab
T2. a/m/f/t/s 2746 3082 2251 2693 a
T3. e
(a)
/m/n/t/s 2237 2026 2306 2190 bc
T4. e
(a)
/m/c/t/s 2230 2144 2471 2282 bc
T5. e/m/n/t/s 2087 2134 2235 2152 c
T6. e/m/c/t/s 2009 2431 2366 2269 bc
Média
ns
2281 2429 2358
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem
estatisticamente pelo Teste de Duncan (P<0,05)
(3)
Ajuste Linear sucessão a/m/f/t/s (T2) =
Y (Produtividade - kg ha
-1
) = 1715,58 + 8,595667 X (Doses N - kg ha
-1
)
ns – não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
83
Avaliando o comportamento das sucessões de cultura em cada dose de N em
trigo (Tabela 4.4), observa-se efeito significativo somente na ausência e na dose de
120 kg ha
-1
de N. Isso está associado à contribuição da cultura de entressafra,
utilizada, em cada sucessão, entre o milho e o trigo. Na ausência de N, de maneira
geral, os maiores valores de produtividade estão associados às sucessões que mais
contribuíram na ciclagem de N. Essa contribuição variou de 43 a 83 kg ha
-1
de N e
está apresentada no APÊNDICE E. No entanto, o comportamento das sucessões de
cultura na dose de 120 kg ha
-1
foi, de certo modo, e respeitando a característica de
cada cultura utilizada entre o milho e o trigo, o contrário. Nesse caso, as sucessões
que mais contribuíram na ciclagem de N, em especial as que incluem nabo
forrageiro, somado à dose de 120 kg ha
-1
de N, aplicado via fertilizante,
apresentaram os menores valores de produtividade de grãos de trigo. Isso está
associado à ocorrência de acamamento da cultura de trigo pela alta disponibilidade
de N, que, somando a contribuição da sucessão de culturas e do fertilizante, variou
de 165 a 195 kg ha
-1
de N. A ocorrência de acamamento é um dos fatores que mais
limita a maximização da produtividade de grãos de trigo. Os efeitos negativos do
acamamento na produtividade são decorrentes do decréscimo da fotossíntese
(Wiersma et al., 1986), da redução na assimilação e translocação de carboidratos e
minerais (Pinthus, 1973), do aumento da intensidade de doenças (Weibel &
Pendleton, 1964) e, finalmente, da redução na eficiência da colheita. Essa perda de
potencial produtivo pode ser significativa, dependendo da intensidade e do estádio
de desenvolvimento da planta em que ocorre o acamamento, sendo a antese o
estádio mais sensível (Pinthus, 1973; Stanka et al., 1979).
Nos estudos de doses de P e K na cultura do trigo houve resposta somente
às sucessões de culturas (Tabela 4.4). De modo geral, as sucessões que mais
contribuíram na ciclagem de N pela utilização das plantas de cobertura de verão,
apresentaram os menores valores de produtividade de grãos de trigo. Como
mencionado anteriormente, isso está associado à ocorrência de acamamento da
cultura de trigo pela alta disponibilidade de N, o que pode ter prejudicado a resposta
a doses de P e K na cultura do trigo. Nesse sentido, as sucessões a/m/f/t/s (T2) e
n/m/n/t/s (T1) foram superiores, estatisticamente semelhantes entre si.
A resposta do efeito residual das doses de N, P e K, aplicadas nas culturas de
milho e trigo, em áreas com e sem adubação com P e K, sobre a soja cultivada em
diferentes sucessões de culturas, é apresentada nas Tabelas 4.5.
84
Tabela 4.5 - Produtividade de grãos de soja em resposta a doses de N, P e K
aplicados em milho e trigo cultivados em diferentes sucessões de culturas.
Sucessões de Doses de N em Trigo e Milho (kg ha
-1
)
Culturas 0 40 80 120
Média
(2)
T1. n/m/n/t/s
(1)
2455 2314 2251 2420
2360 c
T2. a/m/f/t/s 2624 2680 2303 2393
2500 c
T3. e
(a)
/m/n/t/s 2859 3048 2657 2696
2815 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s 2691 2746 2919 2701
2764 ab
T5. e/m/n/t/s 2448 2697 2315 2730
2548 bc
T6. e/m/c/t/s 2713 2646 2908 2795
2765 ab
Média
ns
2632 2688 2559 2623
Sucessões de Doses de P
2
O
5
em Milho e Trigo (kg ha
-1
)
Culturas 0 30 60 90
Média
ns
T1. n/m/n/t/s
2349 2943 2902 2624
2705
T2. a/m/f/t/s
2640 3072 2621 2916
2812
T3. e
(a)
/m/n/t/s
2707 3234 3341 2788
3018
T4. e
(a)
/m/c/t/s
3196 3059 2822 2998
3019
T5. e/m/n/t/s
2694 2947 3106 2980
2932
T6. e/m/c/t/s
2999 2821 3191 3001
3003
Média
ns
2764 3013 2997 2885
Sucessões de Doses de K
2
O em Milho e Trigo (kg ha
-1
)
Culturas 0 40 80
Média
ns
T1. n/m/n/t/s 2984 3058 2932
2991
T2. a/m/f/t/s 2822 2881 2809
2837
T3. e
(a)
/m/n/t/s 2862 3248 3059
3056
T4. e
(a)
/m/c/t/s 3006 3168 2832
3002
T5. e/m/n/t/s 3104 3003 2885
2997
T6. e/m/c/t/s 3233 2817 2900
2984
Média
ns
3002 3029 2903
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem
estatisticamente pelo Teste de Duncan (P<0,05)
ns – não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
Observa-se que as doses de N, aplicadas nas culturas de milho e trigo, não
resultaram num efeito residual significativo sobre a produtividade de grãos de soja.
No entanto, as sucessões de culturas afetaram significativamente a produtividade de
grãos de soja. Os maiores valores de produtividade são observados nas sucessões
com adubação com P e K (T3 e T4) e na sucessão e/m/c/t/s (T6). Essas sucessões
foram superiores em 12,6%, 10,6% e 10,6%, respectivamente, à sucessão a/m/f/t/s
(T2). Os menores valores de produtividade de grãos de soja são observados na
sucessão n/m/n/t/s (T1) e a/m/f/t/s (T2), estatisticamente semelhantes entre si e a
sucessão e/m/n/t/s (T5).
85
No estudo de doses de P e K, não houve nenhum efeito residual significativo
na produtividade de grãos da soja (Tabela 4.5), nem de doses de P e K aplicadas
nas culturas de milho e trigo, nem das sucessões de culturas. Convém ressaltar
que, nos estudos de doses de P e K, utilizou-se adubação com N e K, e N e P,
respectivamente, visando a suprir a demanda da cultura de milho e trigo. Dessa
forma, provavelmente, a resposta dos efeitos das doses e sucessões no estudo de
doses de P e K, mostram-se menores, não afetando significativamente a
produtividade de grãos de soja. A soja tem sido relatada como sendo uma cultura
que apresenta uma resposta menor ao manejo do solo (Campos, 2006).
Isso mostra que existem efeitos conjugados sobre o comportamento das
sucessões de culturas e que, através da ciclagem de nutrientes, podem modificar a
dinâmica de nutrientes no solo. O solo, uma vez bem suprido de nutrientes, pode
através do uso contínuo de sucessões, ser mais eficiente ao longo dos anos, induzir
modificações positivas no aproveitamento dos nutrientes e garantir a manutenção do
potencial produtivo das culturas, mesmo sem ou com pequenas adições de P e K.
A fim de melhorar o entendimento dos efeitos das sucessões de culturas na
produtividade é apresentado na Figura 4.3, a resposta das culturas de milho e soja
às doses de P e K e a sua relação com o teor de P e K (Mehlich 1) distribuídos nas
faixas de interpretação adotados pela CQFS-RS/SC (2004). Foram excluídos os
resultados de produtividade de grãos de trigo em virtude, como mencionado
anteriormente, da ocorrência de acamamento que prejudicou a expressão do
potencial produtivo da cultura.
Conforme anteriormente apresentado (Tabela 4.3, Figura 4.2), houve efeito
significativo no estudo de doses de P somente na cultura do milho. No estudo de
doses de P na cultura da soja, e de K nas culturas de milho e soja, os efeitos não
foram estatisticamente significativos.
De maneira geral, os maiores teores de P e K estão associados às sucessões
com adubação com P e K por 8 anos. Há uma predominância nos teores de P e K
no solo nas faixas de interpretação “Alto” e “Muito Alto”, e um percentual menor na
faixa “Médio”. A definição das faixas de interpretação pela CQFS-RS/SC (2004), a
faixa “Médio” e “Alto” correspondem a rendimentos relativos de 75 a 90% e >90% do
rendimento relativo máximo, respectivamente, indicando, por sua vez, média e baixa
probabilidade de resposta à adição do nutriente. No entanto, o solo com o teor de P
na faixa “Médio” apresenta rendimentos relativos que variaram de 52% a 100% e de
86
54% a 79%, do rendimento relativo máximo, respectivamente na cultura do milho e
da soja. Já o solo com teor de P na faixa “Alto”, os rendimentos relativos variaram
de 57% a 90%, e de 60% a 90% do rendimento máximo, respectivamente, nas
culturas do milho e da soja.
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
Milho
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
Milho
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
Soja
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
Soja
Figura 4.3 - Relação entre o teor de P e K no solo e o rendimento relativo de
grãos de milho e soja cultivados em diferentes sucessões de culturas.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Dessa forma, observa-se que, com um mesmo teor de P no solo, a
produtividade do milho e da soja pode variar de 70% a 100% do rendimento relativo
máximo. Esse mesmo comportamento foi observado na cultura da soja por Nicolodi
(2007). O autor atribuiu que a produtividade de soja foi influenciada, provavelmente,
por outro fator ou conjunto de fatores, mais que os indicadores utilizados para avaliar
a fertilidade do solo. Nicolodi (2007) salienta que isso é um exemplo de que a
Teor de P no Solo (mg dm
-
3
) Teor de K no Solo (mg dm
-
3
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s
e
(a)
/m/n/t/s
e
(a)
/m/c/t/s
e/m/n/t/s
e/m/c/t/s
87
aplicação do conceito mineralista de fertilidade, ou seja, a capacidade de um solo
fornecer nutrientes em quantidades e proporções adequadas às plantas é
insuficiente para expressar a fertilidade percebida pelas plantas no solo cultivado há
tempo no SPD.
Os teores de K no solo variaram de 60 a 446 mg dm
-3
. Observa-se que na
faixa “Médio” de K no solo apresenta rendimentos relativos que variaram de 80% a
93%, e de 76% a 89% do rendimento relativo máximo, respectivamente, nas culturas
do milho e da soja. A faixa “Alto” de K no solo é considerada adequada para o
desenvolvimento e produção das plantas. No entanto, observa-se que os
rendimentos relativos variaram de 65% a 100%, e de 70% a 96% do rendimento
relativo máximo, respectivamente, nas culturas do milho e da soja. Esse
comportamento, segundo Nicolodi (2007), pode estar associado às interferências de
outros fatores nas relações entre o rendimento relativo e o teor dos nutrientes
determinados quimicamente nas amostras de solo. Isso pode estar associado à
influência das diferentes sucessões de culturas manejados sob SPD, objeto desse
estudo.
Analisando a relação entre o teor de P e K e o rendimento relativo de grãos
de milho, trigo e soja, avaliados no 1 º, 6º, 8º e 10º anos após sua instalação (Figura
4.4), observa-se que as sucessões de culturas apresentam diferentes
comportamentos na expressão do rendimento para um mesmo teor do nutriente do
solo. Aliado a isso, as sucessões de culturas modificam de maneira diferenciada os
teores de P e K no solo ao longo do período do estudo. Isso induz a acreditar que
as sucessões de culturas podem estar alterando a dinâmica de nutrientes no solo e
a resposta das culturas. Segundo Nicolodi (2007), em experimentos conduzidos há
mais de 20 anos em Eldorado do Sul, é possível observar um aumento no “ruído” na
avaliação da fertilidade em solos cultivados com inúmeras combinações de
sucessões de culturas. Os resultados desses indicam que as diferenças no
rendimento de grãos do milho são devidas mais ao histórico do cultivo, ou seja,
sistemas de cultivo, sucessões de culturas, adubação e à interação desses do que
aos indicadores das condições químicas de solo. As relações entre os indicadores
tradicionais da fertilidade e o rendimento de grãos, considerados imprescindíveis no
sistema convencional, podem não ser adequados para uso de forma isolada na
avaliação da fertilidade do solo no SPD.
88
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
1° Ano
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
1° Ano
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
6° Ano
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
6° Ano
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
8° Ano
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Rendimento Relativo (% )
MB B M A MA
8° Ano
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
10° Ano
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Rendimento Relativo (%)
MB B M A MA
10° Ano
Figura 4.4 - Relação entre o teor de P e K (0-10 cm) e o rendimento relativo de
grãos de milho, trigo e soja cultivados em diferentes sucessões de culturas no
1 º, 6º, 8º e 10º anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Teor de P no Solo (mg dm
-
3
) Teor de K no Solo (mg dm
-
3
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s
e
(a)
/m/n/t/s
e
(a)
/m/c/t/s
e/m/n/t/s
e/m/c/t/s
4.4 Conclusões
- Houve resposta somente a doses de N e P na cultura do milho e de N na cultura do
trigo. As doses de máxima eficiência técnica (MET) e econômica (MEE) na cultura
do milho foram de 87 e 55 kg ha
-1
de N, e 79 e 13 kg ha
-1
de P
2
O
5
, respectivamente.
- A resposta a doses de N no trigo foi significativa somente na sucessão com
predomínio de gramínea (a/m/f/t/s).
- As sucessões de culturas apresentaram diferentes comportamentos na expressão
do rendimento para um mesmo teor do nutriente do solo.
5 - ACÚMULO DE CARBONO AFETADO POR DIFERENTES
SUCESSÕES DE CULTURAS NO SISTEMA PLANTIO DIRETO
5.1 Introdução
A prática de uma agricultura sustentável deverá modificar as condições em
que as plantas passarão a ser cultivadas. Os sistemas de manejo de solo, visando à
conservação e à recuperação do solo e à expressão do potencial produtivo, devem
promover, segundo Mielniczuk (1998) o mínimo revolvimento do solo, além de
proporcionar elevada cobertura do solo durante o ano, por plantas ou seus resíduos,
com aporte contínuo e abundante de resíduos vegetais para contrabalançar a rápida
decomposição da MOS e dos resíduos vegetais. A base dessa nova agricultura tem
sido o SPD empregado pela maioria dos agricultores da Região Sul do Brasil.
Nas últimas décadas, a pesquisa em manejo do solo procurou entender como
práticas adequadas, por exemplo o SPD, afetam os aspectos quantitativos e
qualitativos da MOS e sua relação com as propriedades emergentes que definem a
qualidade do solo e a sustentabilidade do sistema de produção agrícola (Diekow,
2003)
O conteúdo de MOS é resultante do balanço entre as adições e perdas de
carbono do sistema. A adição de carbono se dá através da fotossíntese pelas
plantas, com a formação da biomassa vegetal (parte aérea e raízes). As perdas de
carbono do sistema ocorrem pelos processos de decomposição microbiana da MO
do solo, lixiviação de compostos orgânicos e erosão (Debarba, 2002; Mielniczuk et
al., 2003). Quando as adições de C superam as perdas, ocorre o aumento da MOS.
Em sistemas agrícolas, o aumento da MOS pode ser obtido através da utilização de
culturas com alta produção de resíduos vegetais, combinado com métodos de
preparo com mínimo revolvimento do solo (SPD). O potencial de acúmulo de CO no
solo provavelmente irá diferir entre os solos, dependendo das taxas de aporte de C,
via fitomassa, e da presença de mecanismos de proteção da fração orgânica à
decomposição. De maneira geral, a avaliação do efeito de sistemas de manejo
conservacionistas tem demonstrado que o processo de acúmulo de MO no solo é
91
lento, necessitando de médio a longo prazo para que diferenças expressivas sejam
observadas (Debarba, 2002).
No SPD, as sucessões de culturas podem contribuir para potencializar o
aumento do estoque de C orgânico no solo. Diekow (2003) observou na camada 0 a
17,5 cm de um Argissolo do RS, o estoque de 45,4 Mg ha
-1
de C na sucessão
guandu/milho sem N, em comparação a 29,2 Mg ha
-1
de C para a sucessão
aveia/milho, ambos cultivados no SPD durante 18 anos, e cujo estoque inicial era de
32,5 Mg ha
-1
.
A introdução de leguminosas em sucessões de culturas incrementa os
estoques de C orgânico e N total do solo (Bayer, 1996; Burle et al., 1997; Amado et
al., 2007), assim como também melhora a qualidade do solo. A maior contribuição
das leguminosas nas sucessões de culturas está no fato delas aumentarem o aporte
de N ao solo, pelo processo de fixação simbiótica do N
2
atmosférico. Esse
incremento de N ao solo, via planta, aumenta a disponibilidade desse nutriente para
as espécies não-leguminosas, o que resulta em maior produção de grãos e de
biomassa dessas culturas e, consequentemente, maiores adições de C orgânico ao
solo (Mielniczuk et al., 2003). Num estudo conduzido por Lovato (2001), a sucessão
de culturas ervilhaca/milho apresentou um estoque de C 7,5% maior em relação à
sucessão aveia/milho, ambos sem N, na camada de 0-17,5 cm.
As pesquisas sobre a dinâmica da MOS em sistemas agrícolas têm
demonstrado que a mesma é composta por várias frações ou compartimentos, com
diferenças na composição, estabilidade e tempo de permanência no solo.
Mielniczuk (1999) apresentou uma divisão da MOS em quatro compartimentos
principais, descritos a seguir:
a) Compartimento 1: biomassa vegetal viva – parte aérea de vegetais em
desenvolvimento. É dependente das sucessões de culturas, da fertilidade e
acidez do solo, da disponibilidade de água, da temperatura e da radiação solar.
b) Compartimento 2: resíduos vegetais, raízes e exsudatos - relacionado
diretamente ao compartimento anterior, ao tipo de resíduo (relação C/N), ao grau
de trituração e à incorporação dos resíduos.
c) Compartimento 3: MO não protegida: dentro desse compartimento está a
biomassa microbiana e a fração lábil, também chamada de particulada ou
grosseira (Bayer et al., 2001; Conceição et al., 2005). A fração particulada possui
tamanho de partículas maiores que 0,05 mm (50 µm), sendo uma das principais
92
fontes de nutrientes às plantas.
d) Compartimento 4: MO protegida - nesse compartimento as partículas possuem
tamanho inferior a 0,05 mm, sendo responsáveis pela agregação permanente e
CTC do solo. Esse compartimento é referido como a fração da MO do solo
associada aos minerais (Bayer et al., 2001; Conceição et al., 2005).
Tão importante quanto conhecer a influência da sucessão de culturas sobre o
estoque total de MOS, é também conhecer a influência desses sobre o estoque e a
qualidade da MO nas frações físicas do solo. Diferentes frações físicas, como MO
particulada (MOP) e associada aos minerais, possuem diferentes aspectos
funcionais e composicionais, nem sempre percebidos numa avaliação do solo
integral (Diekow, 2003).
O SPD permite o aumento de todas frações da MOS, devido à adição
continua de fitomassa e à proteção da MO dentro dos agregrados, associado ao não
revolvimento do solo (Conceição et al., 2005). A adição de fitomassa depende
basicamente da sucessão de culturas adotado.
A fração leve ou particulada da MOS é mais sensível às praticas de manejo
de solo, alterando-se conforme ocorrem variações no aporte de material vegetal ao
solo e variações nas taxas de decomposição promovidas por práticas de preparo do
solo (Bayer et al., 2004). Por ser lábil, a fração particulada (>53 µm) é mais sujeita a
mudanças, podendo ser utilizada como indicador da qualidade do solo para avaliar
conseqüências do preparo do solo e das culturas (Conceição et al., 2005). Esses
autores verificaram, em solo Argissolo Vermelho distrófico, que a fração particulada
da MO, expressa pelo C orgânico >53 µm (COP), foi mais sensível em discriminar as
sucessões de culturas do que o C orgânico total (COT) e o carbono orgânico ligado
aos minerais (<53 µm, COAM). Entretanto, o COAM é responsável pela maior parte
do COT do solo (Bayer et al., 2001). Resultados de pesquisas realizadas em solos
da Região Sul do Brasil (Bayer, 1996; Pillon, 2000) mostraram que a maior
proporção da MOS (cerca de 80%) encontrava-se nas frações associadas a minerais
(< 53 µm).
As alterações nos estoques de MO, associadas com minerais promovidas
pelo manejo do solo, são percebidas geralmente a longo prazo (Sá et al., 2001;
Bayer et al., 2002), em comparação às alterações relativamente rápidas nos
estoques de MOP. O estoque de MOP depende da adição de resíduos da sucessão
93
de culturas (Pillon, 2000; Bayer et al., 2001) e da magnitude da proteção física
exercida pelos agregados (Christensen, 1996; Sollins et al., 1996; Baldock &
Skjemstad, 2000). Devido a MOP ser uma fração lábil e com maior taxa de
reciclagem dos constituintes orgânicos, as alterações em seus estoques, promovidas
pelo manejo do solo, são percebidas geralmente a curto prazo, em comparação às
alterações mais lentas que ocorrem no solo como um todo (Balesdent, 1996; Feller &
Beare, 1997; Bayer et al., 2002). Por isso a MOP é tida como uma fração
relativamente sensível às práticas de manejo (Janzen et al., 1992; Pillon, 2000;
Bayer et al., 2002; Conceição et al., 2005).
O estoque de MO na fração associada com minerais depende da quantidade
de material orgânico que é transferido da MOP e da magnitude da proteção coloidal
exercida pelas superfícies minerais (Christensen, 1996; Sollins et al., 1996; Baldock
& Skjemstad, 2000). A quantidade de MO transferida da fração particulada para a
fração associada com minerais depende obviamente da adição inicial de resíduos
feita pela sucessão de culturas. Além disso, quanto maior o tempo de residência da
MOP dentro dos macroagregados, como ocorre no SPD, maior é a probabilidade de
incorporação desses constituintes orgânicos às estruturas de microagregados e a
partir desses à fração associada com minerais complexos organo-minerais (Jastrow,
1996; Puget et al., 2000).
O manejo adequado do solo propicia a manutenção ou o incremento dos
estoques de MOS por meio de sucessões de culturas que maximizem a adição de
resíduos. É positivo o fato de que aproximadamente 21 milhões de hectares no
Brasil já estejam sendo cultivados sob o SPD. Entretanto, o desafio atual é
estabelecer sucessões de culturas que garantam tanto a cobertura do solo como o
aporte necessário de resíduos para proporcionar o controle da erosão e o aumento
dos estoques de MOS.
Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi ampliar o conhecimento referente
às influências da sucessão de culturas sobre o estoque e a qualidade da MO no
SPD, em Cruz Alta, RS.
5.2 Material e Métodos
5.2.1 Descrição da área experimental
Nesse estudo foi utilizado o mesmo experimento descrito no Capítulo 1,
constituído por diferentes combinações de plantas de cobertura de inverno, de verão
e/ou culturas de safrinha intercaladas com as principais culturas produtoras de grãos
da região, denominadas de sucessões de culturas.
5.2.2 Avaliações
5.2.2.1 Produtividade de massa seca e cálculo da adição de carbono nas sucessões
de culturas
A avaliação da produtividade de massa seca das sucessões de cultura foi
realizada seguindo metodologia descrita no Capítulo 1. A partir desses resultados foi
calculado o carbono considerando-se em 40% a concentração de C nos tecidos.
A partir das estimativas das adições de carbono por cultura, e em cada
cultivo, foram calculados os valores para cada sucessão de cultura por ciclo de
rotação, o acumulado por cultura (4 cultivos) e o total no período de 8 anos (1997-
2005).
5.2.2.2 Fracionamento da matéria orgânica do solo
Para o fracionamento da MO foi coletado solo em abril de 2005 (8º ano), nas
camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-30 cm. Determinou-se a densidade do solo
através do método do anel volumétrico.
O fracionamento da MO para separação da fração particulada daquela
associada aos minerais foi efetuado mediante separação física (Roscoe & Machado,
2002; Conceição, 2002). O solo foi seco ao ar, peneirado a 2 mm e armazenado.
Em frascos snap-cap foram pesados 20 g do solo e adicionado 60 mL de
95
hexametafosfato de sódio (5 g L
-1
) e, colocados para agitar por 15 h em agitador
horizontal (Cambardella & Elliotti, 1992). Posteriormente, o material foi passado em
peneira de 53 µm (0,053 mm), com o auxilio de jato fraco de água, para separar a
fração areia mais material orgânico das frações silte e argila. O material retido na
peneira é considerado a fração particulada (grosseira) e o material que passa
constitui a fração associada aos minerais. Para coletar a fração menor que 53 µm foi
utilizado um balde plástico. O líquido do balde foi quantificado com o auxilio de
proveta de um litro. Após a quantificação da amostra, essa foi homogeneizada e
retirada uma alíquota de 100 mL. O material retido, e que passou na peneira, foi
transferido para recipientes plásticos e seco a 90
o
C, nos primeiros dias, e a 50
o
C
após a diminuição do conteúdo de água. No material que passou pela peneira, foi
adicionado 0,5 mL de CaCl
2
(110 g L
-1
) nos 100 mL, para flocular a argila e facilitar a
evaporação da água. Todos os potes onde as amostras foram armazenadas para
secagem, foram previamente pesados para quantificar o material seco. Após secas e
quantificadas, as amostras maiores que 53 µm foram moídas em gral e as menores
que esse diâmetro, no próprio pote plástico.
5.2.2.3 Análise de carbono orgânico e cálculo dos estoques no solo
Após moídas, as amostras fracionadas foram analisadas com relação ao teor
de C orgânico pela metodologia de Mebius modificado no bloco de digestão
(Yeomans & Bremner, 1988; Nelson & Sommers, 1996), obtendo-se o carbono
orgânico particulado (COP), na fração > 53 µm, e o carbono orgânico associado aos
minerais (COAM), na fração < 53 µm.
Calcularam-se os estoques de C orgânico do solo em função da camada e da
massa equivalente de solo (Ellert & Bettany, 1995; De Bona, 2005). Segundo a
metodologia da camada equivalente de solo, os estoques de C orgânico e N total do
solo foram calculados levando-se em consideração as densidades do solo
determinadas para cada sucessão de cultura (Tabela 5.1), teores de carbono no solo
e espessura de cada camada amostrada, utilizando-se a seguinte equação:
Estoque
ce
= cc x ds x E x A x f
kg
onde:
96
Estoque
ce
= massa de C por unidade de área em camada equivalente (Mg ha
-1
);
cc = concentração de C (g kg
-1
de solo);
ds = densidade do solo na camada (Mg m
-3
);
E = espessura de solo da camada (m);
A = unidade de área, neste caso, 1 ha (10000 m
2
);
f
kg
= fator de conversão de kg para Mg (0,001 Mg ha
-1
).
Assim como na camada equivalente, no método da massa equivalente
considera-se a massa relativa de solo nos diferentes tratamentos:
M
solo
= ds x E x A
onde:
M
solo
= massa do solo por unidade de área (Mg ha
-1
).
Nesse cálculo foi utilizada a massa do solo, considerando-se a densidade do
solo da sucessão aveia/feijão como tratamento referência, que resultou num valor
positivo ou negativo, conforme a relação dos tratamentos, de acordo com a seguinte
equação:
E
ad/sub
= (M
ref.
– M
trat.
) x f
ha
/ ds
trat.
onde:
E
ad/sub
= espessura de solo da camada a ser adicionada (+) ou subtraída (-) (m);
M
ref.
= massa equivalente de solo do tratamento referência (Mg ha
-1
);
M
trat.
= massa equivalente de solo do tratamento (Mg ha
-1
);
f
ha
= fator de conversão de ha para m
2
(0,0001 ha m
-2
).
As massas de C ou N em massa equivalente é obtida pela equação:
Estoque
me
= cc x ds x (E ±
±±
± E
ad/sub
) x A x f
kg
onde:
Estoque
me
= massa de C por unidade de área em massa equivalente (Mg ha
-1
).
Tabela 5.1 - Densidade do solo em diferentes sucessões de culturas.
Sucessões de Profundidade de Camadas de Solo (cm)
Culturas
0
–
5
5
–
10
1
0
–
20
20
–
30
0
–
20
0
–
30
------------------------------------
g cm
-
3
-------------------------------------
T1. n/m/n/t/s 1,03 1,30 1,32 1,29 1,25 1,26
T2. a/m/f/t/s 1,04 1,32 1,32 1,30 1,25 1,26
T3. e
(a)
/m/n/t/s 1,14 1,33 1,34 1,29 1,29 1,29
T4. e
(a)
/m/c/t/s 1,02 1,29 1,33 1,29 1,24 1,26
T5. e/m/n/t/s 1,04 1,29 1,40 1,32 1,28 1,30
T6. e/m/c/t/s 1,06 1,30 1,35 1,33 1,26 1,29
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
97
Foram utilizados os estoques de COT de uma área sob pastagem natural
(campo nativo) amostrada por Jantalia (2005), localizada a uma distância de
aproximadamente 3 km da área experimental, como representante das condições
iniciais antes da introdução da agricultura. Essa área era utilizada como área de
descanso e pastejo para cavalos, com predomínio de espécies gramíneas de
crescimento rasteiro como a grama forquilha (Paspalum notatum). O autor
determinou que o solo da área experimental e o da área sob campo nativo
pertencem à mesma classe textural, através do conteúdo de areia. Os dados da
densidade do solo e da concentração e estoque de C da área sob campo nativo
encontram-se na Tabela 5.2.
Tabela 5.2 - Densidade do solo, concentração e estoque de C da área de campo
nativo (Jantalia, 2005).
Camada Densidade do solo
Concentração de C
Estoque de C
Cm
Mg m
-
3
g kg
-
3
Mg ha
-
1
0-5
1,29 26,87 17,33
5-10
1,26 22,13 13,94
10-15
1,24 20,50 12,71
15-20
1,23 20,13 12,38
20-30
1,22 18,70 22,81
0-20
- - 56,36
0-30
- - 79,18
5.2.3 Análise estatística
Na análise de variância dos resultados, quando os valores de F (Tratamento)
foram significativos ao nível de 5 % de probabilidade, submeteu-se ao Teste de
Duncan (p<0,05), usando o pacote estatístico SAS (SAS, 1989). Foi avaliada a
interação entre as sucessões de culturas e os ciclos de rotação. Os parâmetros da
análise estatística da adição de carbono pelas culturas e dos estoques de carbono
orgânico do solo são apresentados nos APÊNDICES F e G, respectivamente.
5.3 Resultados e Discussão
A adição de carbono em diferentes sucessões de culturas, acumulado por
cultura (4 cultivos) e o total no período de 8 anos é apresentado na Tabela 5.3. A
adição de carbono e a relação C/N das plantas de cobertura de inverno, milho,
plantas de cobertura de verão ou feijão, trigo e soja, em cada ciclo de rotação e a
média dos cultivos, encontram-se nos APÊNDICE H e I, respectivamente.
Tabela 5.3 - Adição de carbono em diferentes sucessões de culturas,
acumulado por cultura (4 cultivos) e no período de 8 anos.
Sucessões de
Cobertura Milho Cobertura
Trigo Soja Total no
Culturas
Inverno Verão Período
---------------------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
6101d
(2)
11420 b 5196 c 4814 b 5334 ns
32865 d
T2. a/m/f/t/s 9836 a 9006 c 1454 d 3989 c 5465
29750 e
T3. e
(a)
/m/n/t/s
7129 bcd 13093 a 10078 a 6120 a 5779
42199 ab
T4. e
(a)
/m/c/t/s
7889 b 13226 a 11207 a 5649 a 5814
43785 a
T5. e/m/n/t/s 7406 bc 13287 a 7981 b 5633 a 5844
40151 c
T6. e/m/c/t/s 6364 cd 12588 a 10766 a 5152 b 5651
40521 bc
Média (kg ha
-1
) 7454 12103 7780 5226 5648 38212
Média (%) 19,5 31,7 20,4 13,7 14,8 100,0
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo teste de Duncan
(P<0,05)
ns - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
A aveia preta, como planta de cobertura de inverno, apresentou a maior
adição de C estatisticamente superior às demais espécies. Isso demonstra a
contribuição que a espécie possui no período de inverno em adicionar C nas
sucessões de culturas, sendo recomendável inseri-la em consórcios com espécies
de outras famílias. Numa situação intermediária encontra-se a ervilhaca, e a menor
contribuição na adição de C está associada ao nabo forrageiro, no período de
inverno que antecede a cultura do milho.
A cultura do milho, cultivado sob ervilhaca, mostrou-se superior
estatisticamente na adição de C. O milho sob nabo forrageiro mostrou-se numa
situação intermediária, e a menor contribuição na adição de C é observada no milho
sob aveia preta. A contribuição da cultura do milho na adição de C deve estar
99
associado ao fornecimento de N, via FBN, quando da utilização de ervilhaca no
período de inverno, a qual promoveu um desenvolvimento e produção de massa
seca superior em relação às demais espécies.
Com relação às opções de espécies entre milho e trigo, o destaque é para a
crotalária (T4 e T6), sendo que o nabo forrageiro na sucessão e
(a)
/m/n/t/s (T3) foi
semelhante estatisticamente. A menor contribuição é observada quando se utiliza
feijão entre o milho e o trigo, demonstrando ser uma sucessão pouco eficiente pela
baixa produção de fitomassa e acúmulo de C. Na sucessão n/m/n/t/s (T1), mostrou-
se de média a baixa contribuição na adição de C. Esse comportamento está
associado à redução do potencial de produtividade de massa seca observado com o
nabo forrageiro devido à utilização simultânea do nabo forrageiro como planta de
cobertura de inverno, antecessora ao milho, e de verão ou entressafra, entre milho e
trigo, e de forma contínua ao longo do período de estudo (Figura 2.1).
A cultura do trigo teve uma maior adição de C nas sucessões que receberam
adubação com P e K (T3 e T4) e na sucessão e/m/n/t/s (T5). Numa situação
intermediária, encontram-se as sucessões e/m/c/t/s (T6) e n/m/n/t/s (T1). A menor
contribuição na adição de C na cultura do trigo está associada à sucessão a/m/f/t/s.
A adição de C pela cultura da soja não foi influenciada pelas sucessões de culturas.
Analisando a contribuição de cada cultura na adição C, observa-se que o
milho apresenta 31,7% da adição acumulada no período de estudo, demonstrando
ser uma cultura indispensável para o aumento dos estoques de carbono nos
sistemas agrícolas. Numa situação intermediária, mas importante, encontram-se as
plantas de cobertura de verão e de inverno. As culturas de soja e de trigo
apresentaram uma contribuição de apenas 14,8% e 13,7%, respectivamente da
adição acumulada de C no período do estudo, demonstrando que sucessões de
culturas, com predominância de trigo e soja, não são sustentáveis para a melhoria
dos estoque de C dos sistemas agrícolas.
Na adição de C acumulada no período de 8 anos, as sucessões que
receberam adubação com P e K (T3 e T4) mostraram-se superiores, embora a
sucessão e/m/c/t/s (T6) não diferisse da e
(a)
/m/n/t/s (T3). Considerando as
condições sem adubação com P e K, as sucessões e/m/c/t/s (T6), e/m/n/t/s (T5) e
n/m/n/t/s (T1), apresentaram, respectivamente, uma superioridade de 36,2%, 35,0%
e 10,5%, na adição de C acumulada, quando comparadas à sucessão a/m/f/t/s (T2).
As sucessões que associam a ervilhaca no inverno antecedendo a cultura do milho e
100
nabo ou crotalaria juncea entre o milho e o trigo, apresentaram, na média das
sucessões, uma adição de C de 5208 kg ha ano
-1
comparado a somente 3719 kg ha
ano
-1
da sucessão aveia/feijão. Isso demonstra que a adição de C está diretamente
relacionada com a adição e a ciclagem de N pelas sucessões de culturas (Figura
5.1). Num estudo conduzido por Lovato (2001), a contribuição da sucessão
ervilhaca/milho incrementou a produção de fitomassa, que foi de 3,4 Mg C ha
-1
na
sucessão ervilhaca/milho em comparação aos 2,2 Mg C ha
-1
na sucessão
aveia/milho sem N.
25000
30000
35000
40000
45000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
25
30
35
40
45
Adição Acumulada de C (Mg ha
-1
)
25
30
35
40
45
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Adição Acumulada de C (Mg ha
-1
)
Figura 5.1 - Relação entre adição, ciclagem de N e adição de carbono,
acumuladas em diferentes sucessões de culturas, no período de 8 anos.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
O estoque de carbono orgânico particulado (COP >53 µm), associado aos
minerais (COAM, <53 µm) e total (COT) determinados em massa equivalente e
camada equivalente de solo em diferentes sucessões de culturas são apresentados
na Tabela 5.4. Não houve efeito significativo entre as sucessões de culturas para os
estoques de C orgânico do solo. No entanto, analisando os estoques de COT na
camada de 0-20 cm, pelo método massa equivalente, observa-se uma superioridade
em até 5,51 Mg ha
-1
no período de 8 anos, indicando uma diferença no acúmulo de
COT entre as sucessões de até 0,69 Mg ha ano
-1
. As sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6)
e e/m/n/t/s (T3 e T5), apresentaram, respectivamente, uma superioridade de 8,1% e
4,3% no estoque de COT, quando comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2).
Y = 10,054+0,036X-0,00001X
2
R
2
= 0,
88
Y = 16,810 + 0,0132 X
R
2
= 0,
95
Adição de N acumulada em 8 anos (kg ha
-
1
) Ciclagem de N acumulada em 8 anos (kg ha
-
1
)
n/m/n/t/s
(1)
a/m/f/t/s e
(a)
/m/n/t/s e
(a)
/m/c/t/s e/m/n/t/s e/m/c/t/s
101
Tabela 5.4 - Estoque de carbono orgânico particulado (COP, >53 µ
µµ
µm),
associado aos minerais (COAM, <53 µ
µµ
µm) e total (COT) determinados em massa
equivalente e camada equivalente de solo em diferentes sucessões de
culturas.
Sucessõe
s de
Massa Equivalente de Solo
Camada Equivalente de Solo
Culturas
COP
COAM
COT
CO
P
COAM
COT
-------------------------------------
M
g ha
-
1
-------------------------------------
-------------------------------------------------
0
–
5 cm
-------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
2,76
ns
11,18
ns
13,94
ns
2,80
ns
11,31
ns
14,11
ns
T2. a/m/f/t/s
2,50 10,60 13,09 2,50 10,60 13,09
T3. e
(a)
/m/n/t/s
3,20 11,34 14,54 3,58 12,64 16,23
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2,95 11,89 14,84 2,94 11,83 14,77
T5. e/m/n/t/s
3,10 12,34 15,44 3,18 12,62 15,80
T6. e/m/c/t/s
3,64 11,61 15,25 3,78 12,06 15,84
-------------------------------------------------
0
–
10 cm
-------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
0,83
ns
11,59
ns
12,42
ns
0,82
ns
11,44
ns
12,27
ns
T2. a/m/f/t/s
0,96 12,09 13,05 0,96 12,09 13,05
T3. e
(a)
/m/n/t/s
1,11 12,06 13,17 1,12 12,17 13,29
T4. e
(a)
/m/c/t/s
0,92 13,20 14,12 0,93 12,92 13,85
T5. e/m/n/t/s
0,83 12,67 13,50 0,80 12,42 13,22
T6. e/m/c/t/s
1,08 12,83 13,91 1,10 12,68 13,78
-----------------------------------------
--------
10
–
20 cm
-------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
1,09
ns
20,60
ns
21,69
ns
1,07
ns
20,63
ns
21,70
ns
T2. a/m/f/t/s
1,03 22,26 23,28 1,03 22,26 23,28
T3. e
(a)
/m/n/t/s
1,16 22,24 23,40 1,18 22,59 23,77
T4. e
(a)
/m/
c/t/s
1,40 22,93 24,34 1,42 23,13 24,55
T5. e/m/n/t/s
0,79 22,60 23,39 0,84 24,08 24,92
T6. e/m/c/t/s
1,30 23,11 24,40 1,33 23,68 25,01
-------------------------------------------------
20
–
30 cm
------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
0,63
ns
20,51
ns
21,14
ns
0,62
ns
20,30
ns
20,92
ns
T2. a/m/f/t/s
0,68 20,33 21,00 0,68 20,33 21,00
T3. e
(a)
/m/n/t/s
0,59 19,64 20,23 0,58 19,40 19,99
T4. e
(a)
/m/c/t/s
1,20 20,88 22,08 1,19 20,66 21,84
T5. e/m/n/t/s
0,50 21,66 22,16 0,50 21,92 22,43
T6. e/m/c/t/s
0,96 22,39 23,35 0,98 22,98 23,96
-------------------------------------------------
0
–
20 cm
------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
4,68
ns
43,37
ns
48,05
ns
4,70
ns
43,38
ns
48,08
ns
T2.
a/m/f/t/s
4,48 44,95 49,43 4,48 44,95 49,43
T3. e
(a)
/m/n/t/s
5,48 45,63 51,11 5,89 47,41 53,29
T4. e
(a)
/m/c/t/s
5,27 48,02 53,29 5,29 47,88 53,17
T5. e/m/n/t/s
4,72 47,61 52,33 4,82 49,12 53,94
T6. e/m/c/t/s
6,02 47,55 53,56 6,21 48,42 54,63
-------------------------------------------------
0
–
30 cm
------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
5,31
ns
63,88
ns
69,20
ns
5,32
ns
63,69
ns
69,00
ns
T2. a/m/f/t/s
5,16 65,27 70,43 5,16 65,27 70,43
T3. e
(a)
/m/n/t/s
6,07 65,27 71,34 6,47 66,81 73,28
T4. e
(a)
/m/c/t/s
6,47 68,89 75,37 6,47 68,54 75,01
T5. e/m/n/t/s
5,22 69,27 74,49 5,32 71,04 76,36
T6. e/m/c/t/s
6,98 69,94 76,92 7,19 71,40 78,59
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
ns – não significativo ao nível de 5 % de probabilidade
102
Num estudo conduzido por Lovato (2001), a sucessão de ervilhaca/milho
apresentou um estoque de C 7,5% maior em relação à sucessão aveia/milho, ambos
sem N, na camada de 0-17,5 cm. A variação do COT do solo cultivado a partir de
campo nativo por cerca de 25 anos em preparo convencional, 11 anos de SPD e
após a instalação do experimento com sucessões de culturas, em 0-20 cm,
calculado pela massa equivalente é apresentado na Figura 5.2.
Campo
nativo
Preparo convencional
trigo, trigo/soja
± 25 anos
Inicio do
experimento
n/m/n/t/s
Anos
1900 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Carbono Orgânico (Mg ha
-1
)
0
45
50
55
60
2015
40
a/m/f/t/s
e
(a)
/m/n/t/s
e/m/n/t/s
e
(a)
/m/c/t/s
e/m/c/t/s
(1)
Plantio
Direto
11 anos
Figura 5.2 - Variação do COT do solo cultivado a partir de campo nativo por
cerca de 25 anos em preparo convencional, 11 anos de SPD e após a
instalação do experimento com sucessões de culturas, na camada de 0 a 20
cm, calculado pela massa equivalente.
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
Os estoques de COT do campo nativo, estimados em 56,36 Mg ha
-1
, sofreram
uma redução acentuada devido à utilização do preparo convencional por cerca de 25
anos (Figura 5.2). Posteriormente, com a introdução e condução da área por 11
anos sob SPD, o estoque provavelmente aumentou, sendo estimado, na condição
inicial da instalação do experimento com sucessões de culturas, em 45,59 Mg ha
-1
.
103
O incremento dos estoque de COT pelas sucessões de culturas, embora não haja
diferença estatística significativa, variaram de 0,31 a 1,00 Mg ha ano
-1
. Essas taxas
de seqüestro de C pelas sucessões de culturas do presente trabalho têm sido
semelhantes às encontrados na literatura (Amado et al., 2006). As sucessões
e/m/c/t/s (T4 e T6) e e/m/n/t/s (T3 e T5), apresentaram, respectivamente, uma taxa
de seqüestro de C de 0,98 e 0,77 Mg ha ano
-1
.
5.4 Conclusão
- O incremento dos estoques de COT pelas sucessões de culturas variou de 0,31 a
1,00 Mg ha ano
-1
.
- A contribuição da cultura do milho, plantas de cobertura de verão e de inverno foi
de 31,7%, 20,4% e 19,5%, respectivamente, da adição de C acumulada.
- As culturas de soja e trigo apresentaram uma contribuição de apenas 14,8% e
13,7%, respectivamente da adição de C acumulada.
- As sucessões e/m/c/t/s (T4 e T6) e e/m/n/t/s (T3 e T5), apresentaram,
respectivamente, uma superioridade de 8,1% e 4,3% no estoque de COT, quando
comparado à sucessão a/m/f/t/s (T2), demonstrando relação direta com a adição e a
ciclagem de N pelas sucessões de culturas.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A adoção de um sistema agrícola economicamente mais sustentável, que
possibilite a manutenção do homem nessa atividade e ao mesmo tempo conserve o
ambiente, poderá modificar as condições em que as plantas passarão a ser
cultivadas. A base dessa nova agricultura tem sido o sistema plantio direto,
empregado por 90% dos agricultores do RS. Na prática, esse sistema tem sido
economicamente mais rentável do que aquele que revolve o solo. Os resultados
iniciais demonstram os aspectos favoráveis desse sistema. No entanto, os
agricultores do sistema plantio direto não podem ser automaticamente enquadrados
dentro do conceito de sustentabilidade.
Na Região Sul do Brasil, o plantio direto é conduzido basicamente sob
monocultura de soja no verão, com um predomínio de gramíneas no inverno. Muitos
produtores estão ainda atrelados em demasia à utilização de agroquímicos, o que,
além de ferir o aspecto da conservação do ambiente, aumenta os custos e riscos de
produção.
Nesse sentido, esse trabalho objetiva ampliar o conhecimento referente ao
potencial de sucessões de culturas intensivas em aumentar a ciclagem de
nutrientes, em manter ou aumentar os estoques de MOS e aumentar a eficiência do
uso de nutrientes existentes em solo agrícola cuja fertilidade já foi melhorada
anteriormente pelo histórico de adubações. Esse conhecimento é relevante para
garantir a manutenção, a longo prazo, da produtividade de grãos no sistema plantio
direto em um cenário de fertilizantes finitos, escassos, com preços elevados e com
demanda crescente para reduzir os impactos ambientais da agricultura comercial.
Portanto, produzir mais com menos é o grande desafio da agricultura
contemporânea nas próximas décadas, e esse projeto insere-se nesse contexto de
redesenhar os sistemas produtivos buscando dotá-los de maior eficiência.
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APÊNDICES
APÊNDICE A - Precipitação ocorrida durante o período de 1974 a 2007. Dados
da Estação Meteorológica da FUNDACEP, Cruz Alta, RS.
Mês/ JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
Ano
--------------------------------------------------------
mm
--------------------------------------------------------
1974 93,0
145,0
66,8
42,6
119,3
206,0
51,7
136,1
32,5
55,4
124,6
263,2
1975 181,2
156,2
225,1
85,4
66,0
181,7
50,1
230,6
177,6
134,2
152,6
93,4
1976 242,4
92,1
136,1
67,0
111,7
73,4
90,2
143,1
162,3
71,9
185,3
123,0
1977 160,2
132,7
103,0
68,6
71,0
154,8
208,0
110,7
108,7
103,8
125,5
90,6
1978 58,5
68,6
63,8
21,4
41,1
154,0
262,0
104,5
54,1
72,5
152,9
73,7
1979 25,2
160,7
62,4
230,1
119,3
52,1
134,1
127,1
229,6
364,7
84,0
269,2
1980 63,1
26,2
144,8
84,6
196,0
60,1
121,8
128,3
97,1
237,6
246,3
176,8
1981 116,6
236,0
88,0
63,6
19,8
105,8
25,2
46,1
201,2
43,3
178,0
138,8
1982 22,1
162,6
43,5
36,7
105,5
229,4
160,8
236,1
197,1
196,8
448,4
88,6
1983 148,2
261,5
187,9
386,4
336,5
126,0
392,7
179,0
118,8
174,1
70,4
61,9
1984 399,4
88,0
83,4
187,4
300,0
215,3
177,0
171,2
218,8
183,0
89,7
60,0
1985 27,2
253,6
218,0
188,1
213,8
196,6
148,0
274,5
218,7
44,5
4,9
30,8
1986 116,6
173,7
180,8
249,7
205,5
236,8
29,6
179,2
156,6
171,5
431,7
49,2
1987 294,4
164,4
45,6
385,1
149,5
112,2
296,1
92,3
198,2
183,9
136,6
42,6
1988 166,1
41,7
96,6
169,5
38,0
88,8
32,1
21,9
363,3
151,2
127,4
61,0
1989 197,2
54,1
200,7
103,3
34,5
129,2
113,6
246,0
394,3
131,2
88,0
233,6
1990 162,1
130,0
151,3
279,5
202,0
194,6
71,1
40,3
238,0
228,2
186,8
88,2
1991 61,1
21,4
37,2
116,4
19,4
297,5
90,1
77,3
56,8
74,3
46,1
197,6
1992 175,0
222,0
165,6
127,0
341,7
130,7
128,8
120,1
186,9
186,5
120,4
116,4
1993 202,3
34,8
169,2
80,4
205,8
94,6
211,3
11,3
86,6
127,3
294,2
305,7
1994 69,2
275,3
102,5
262,4
167,0
190,0
266,4
85,4
157,4
261,0
188,8
167,4
1995 170,6
83,9
125,9
31,9
32,4
113,3
131,9
40,5
106,6
163,3
33,5
45,2
1996 320,6
207,3
101,2
125,4
70,1
118,8
98,8
175,3
49,7
196,9
77,1
142,0
1997 201,1
103,4
55,7
66,0
113,5
164,9
66,2
131,9
123,3
510,2
349,3
275,1
1998 226,5
380,7
115,2
300,4
106,0
125,5
123,6
182,0
161,5
153,7
25,3
137,1
1999 73,5
98,0
75,2
155,8
137,0
140,6
213,4
26,8
211,0
179,9
85,1
74,6
2000 115,8
68,1
224,3
103,8
95,6
197,3
90,1
97,8
117,5
257,6
139,9
141,9
2001 284,0
147,3
108,9
152,4
150,3
79,9
93,3
69,8
253,5
139,8
119,6
59,1
2002 129,8
60,1
139,7
172,9
256,0
178,9
268,2
218,3
296,2
417,9
191,5
328,7
2003 169,8
144,5
270,8
151,4
11,3
75,3
167,2
53,0
91,0
261,4
184,7
365,7
2004 119,8
62,8
56,6
112,8
130,7
116,7
98,9
58,5
119,0
138,0
204,5
105,3
2005 127,7
14,4
76,5
231,5
273,9
284,7
104,5
165,9
108,0
367,4
79,5
101,7
2006 118,9
40,1
191,4
122,5
61,2
145,7
143,0
62,3
123,8
107,6
199,2
111,1
2007 152,2
198,2
83,8
140,4
Média
152,7
132,6
123,5
150,1
136,4
150,6
141,2
122,5
164,1
184,6
156,7
140,0
117
APÊNDICE B - Valores de F Tratamento (F Trat.) e coeficiente de variação (CV)
da análise de variância realizada por ciclo de rotação e o total no período de 10
anos.
Variável F Trat. - Ciclo de Rotação C.V. F Trat.-Total C.V.
Ciclo Sucessão Interação % Sucessão %
Adição N
221,15 *
355,98 *
13,04 *
8,81
235,19 *
4,85
Absorção N
131,20 *
148,55 *
13,70 *
6,53
72,35 *
4,18
Contrib. N Solo
56,89 *
98,12 *
21,19 *
7,48
55,98 *
4,43
Absorção P
56,79 *
119,55 *
10,85 *
6,40
47,87 *
4,52
Absorção K
119,00 *
108,05 *
15,89 *
8,51
136,84 *
3,38
Exportação N
69,26 *
39,48 *
5,05 *
5,63
29,49 *
2,91
Exportação P
13,47 *
50,65 *
5,92 *
6,68
52,80 *
2,93
Exportação K
61,90 *
26,76 *
5,97 *
5,81
19,23 *
3,07
Ciclagem N
111,71 *
115,56 *
14,20 *
10,55
66,22 *
6,23
Ciclagem P
112,88 *
81,51 *
12,54 *
11,01
37,76*
7,24
Ciclagem K
117,94 * 102,57 * 15,89 * 9,88 140,03 *
3,78
MS Cob. Inverno
74,24 * 16,16 * 8,02 * 18,00 13,70 *
8,74
MS de Milho
64,76 * 37,76 * 3,58 * 9,87 57,33 *
3,58
MS Cob. Verão
146,48 * 118,16 * 39,04 * 18,28 77,00 *
10,13
MS de Trigo
33,15 * 35,63 * 6,53 * 9,08 27,51 * 4,62
MS de Soja
96,20 * 3,83 * 2,87 * 8,32 2,39 4,72
MS Acumulada
77,80 * 88,34 * 17,20 * 6,32 92,00 * 2,77
Grãos de Milho
105,50 * 45,19 * 5,85 * 11,36 54,74 *
4,62
Grãos de Trigo
66,70 * 45,50 * 7,88 * 9,97 50,90 * 4,22
Grãos de Soja
297,14 * 10,22 * 2,69 * 7,07 6,67 * 3,91
Grãos Acumulada
12,46 * 59,99 * 6,05 * 6,79 65,61 * 2,90
* - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
118
APÊNDICE C - Produção de grãos de feijão em diferentes sistemas de rotação
de culturas, em cada ciclo de rotação e o total em 10 anos.
Sistemas de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo Total
Culturas
1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 2005-07
-------------------------------------------- kg ha
-1
-------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
T2. a/m/f/t/s
538,6 - * 732,5 - * - * 1271,0
T3. e
(a)
/m/n/t/s
T4. e
(a)
/m/c/t/s
T5. e/m/n/t/s
T6. e/m/c/t/s
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
* O desenvolvimento e produção de grãos da cultura do feijão preto foi prejudicado, provavelmente,
por baixa disponibilidade hídrica ocorrida neste ano agrícola.
119
APÊNDICE D - Valores de F Tratamento e coeficiente de variação (CV) da
análise da variância da produtividade de grãos nos estudos de doses de N, P e
K em milho, trigo e soja.
Variável F Tratamento C.V.
Sucessão Doses Interação %
Doses de N – Milho 11,48 * 6,09 * 0,76 ns 14,03
Doses de P
2
O
5
– Milho 11,52 * 4,50 * 1,08 ns 8,70
Doses de K
2
O – Milho 6,73 * 1,28 ns 0,57 ns 7,57
Doses de N – Trigo 1,37 ns 7,97 * 1,98 * 12,75
Doses de P
2
O
5
– Trigo 14,35 * 0,69 ns 1,56 ns 11,05
Doses de K
2
O – Trigo 3,31 * 0,77 ns 1,35 ns 15,16
Doses de N – Soja 5,13 * 0,65 ns 0,92 ns 10,65
Doses de P
2
O
5
– Soja 2,20 ns 2,62 ns 1,45 ns 10,39
Doses de K
2
O – Soja 1,45 ns 2,37 ns 1,88 ns 6,15
* - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
ns - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
APÊNDICE E - Produção de massa seca total (parte aérea+raízes) e ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura de
verão, em resposta a doses de N, P e K aplicadas na cultura do milho em diferentes sucessões de culturas.
Sucessões
de
Doses de
N
(kg ha
-
1
)
Doses de
P
2
O
5
(K
g ha
-
1
)
Doses de
K
2
O
(kg ha
-
1
)
Culturas
0
40
80
120
Media
0
30
60
90
Media
0
40
80
Media
---------------------------------------------- Produção de Massa Seca Total (kg ha
-1
) ----------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
1725 2696 1184 1520 1781 620 1847 2638 2937 2010
2420 2233 2920
2524
T2. a/m/f/t/s
- - - - - - - - - -
- - - -
T3. e
(a)
/m/n/t/s
2823 1894 2313 2539 2392 2780 3287 2733 3133 2983
2247 3180 3700
3042
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2360 2553 2493 2770 2544 936 1600 2347 2120 1751
1520 2020 2700
2080
T5. e/m/n/t/s
2292 2013 2840 2107 2313 1987 2960 2600 2533 2520
3443 3336 3680
3486
T6. e/m/c/t/s
1472 2360 2620 1760 2053 1720 1710 1550 2660 1910
2880 2030 2780
2563
----------------------------------------------------- Ciclagem de N (kg ha
-1
) ----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
50,7 66,1 29,0 37,2 45,8 15,2 45,3 64,6 72,0 49,3
59,3 54,7 71,6 61,9
T2. a/m/f/t/s
- - - - - - - - - -
- - - -
T3. e
(a)
/m/n/t/s
83,0 46,4 56,7 62,2 62,1 68,1 80,5 67,0 76,8 73,1
55,1 77,9 90,7 74,5
T4. e
(a)
/m/c/t/s
69,3 75,0 73,3 81,4 74,8 27,5 47,0 69,0 62,3 51,4
44,7 59,4 79,3 61,1
T5. e/m/n/t/s
67,3 49,3 69,6 51,6 59,5 48,7 72,5 63,7 62,1 61,8
84,4 81,7 90,2 85,4
T6. e/m/c/t/s
43,3 69,3 77,0 51,7 60,3 50,5 50,2 45,5 78,2 56,1
84,6 59,6 81,7 75,3
--------------------------------------------------- Ciclagem de P (P
2
O
5
- kg ha
-1
) --------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
11,6 11,6 5,1 6,5 8,7 2,7 7,9 11,3 12,6 8,6
10,4 9,6 12,5 10,8
T2. a/m/f/t/s
- - - - - - - - - -
- - - -
T3. e
(a)
/m/n/t/s
19,0 8,1 9,9 10,9 12,0 11,9 14,1 11,7 13,5 12,8
9,6 13,7 15,9 13,1
T4. e
(a)
/m/c/t/s
15,9 17,2 16,8 18,7 17,1 6,3 10,8 15,8 14,3 11,8
10,2 13,6 18,2 14,0
T5. e/m/n/t/s
15,4 8,6 12,2 9,0 11,3 8,5 12,7 11,2 10,9 10,8
14,8 14,3 15,8 15,0
T6. e/m/c/t/s
9,9 15,9 17,6 11,9 13,8 11,6 11,5 10,4 17,9 12,9
19,4 13,7 18,7 17,3
--------------------------------------------------- Ciclagem de K (K
2
O
- kg ha
-1
) --------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
41 122 53 69 71 28 83 119 133 91
109 101 132 114
T2. a/m/f/t/s
- - - - - - - - - -
- - - -
T3. e
(a)
/m/n/t/s
67 86 104 115 93 126 148 123 142 135
101 144 167 137
T4. e
(a)
/m/c/t/s
56 61 59 66 61 22 38 56 51 42
36 48 64 50
T5. e/m/n/t/s
55 91 128 95 92 90 134 117 114 114
156 151 166 157
T6. e/m/c/t/s
35 56 62 42 49 41 41 37 63 46
69 48 66 61
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
- não avaliado.
121
APÊNDICE F - Valores de F Tratamento e coeficiente de variação (CV) da
análise da variância da adição de carbono por diferentes culturas, o total em 4
cultivos e na sucessão de cultura.
Variável F Trat. - Ciclo de Rotação C.V. F Trat.-Total C.V.
Ciclo Sucessão Interação % ( 4 cultivos ) %
Planta Cob. Inverno 77,78 * 21,21 * 6,94 * 17,93 14,40 * 9,48
Milho 64,76 * 37,76 * 3,58 * 9,87 56,37 * 3,67
Planta Cob. Verão 152,51 *
133,81 * 41,89 * 18,34 54,43 * 13,28
Trigo 33,15 * 35,62 * 6,53 * 9,08 23,41 * 5,97
Soja 96,19 * 3,83 * 2,87 * 8,32 1,93
ns
5,29
* - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
ns - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
APÊNDICE G - Valores de F Tratamento e probabilidade de F da análise da
variância do estoque de carbono orgânico particulado (COP, >53 µ
µµ
µm),
associado aos minerais (COAM, <53 µ
µµ
µm) e total (COT) determinados em massa
equivalente e camada equivalente de solo em diferentes sucessões de
culturas.
Variável
COP (>53
µ
m)
COAM
(
<53
µ
m
)
COT
Camada
F Trat Prob >F F Trat Prob >F F Trat Prob >F
---------------------------------------- Massa Equivalente de Solo ---------------------------------------
0 – 5 cm
0,86
ns
0,5318 1,74
ns
0,1855 1,43
ns
0,2685
5 – 10 cm
0,21
ns
0,9536 1,97
ns
0,1417 1,80
ns
0,1726
10 – 20 cm
0,18
ns
0,9658 0,54
ns
0,7462 0,96
ns
0,4734
20 – 30 cm
0,37
ns
0,8642 0,58
ns
0,7131 0,90
ns
0,5047
0 – 20 cm
0,38
ns
0,8524 1,09
ns
0,4060 1,58
ns
0,2241
0 – 30 cm
0,32
ns
0,8911 0,74
ns
0,6070 1,21
ns
0,3524
---------------------------------------- Camada Equivalente de Solo ---------------------------------------
0 – 5 cm
1,09
ns
0,4060 1,80
ns
0,1744 1,73
ns
0,1883
5 – 10 cm
0,24
ns
0,9365 1,88
ns
0,1580 1,51
ns
0,2449
10 – 20 cm
0,17
ns
0,9683 1,03
ns
0,4338 1,77
ns
0,1788
20 – 30 cm
0,37
ns
0,8603 1,01
ns
0,4463 1,47
ns
0,2578
0 – 20 cm
0,50
ns
0,7725 1,79
ns
0,1755 2,44
ns
0,0826
0 – 30 cm
0,38
ns
0,8562 1,17
ns
0,3680 1,79
ns
0,1754
ns - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
122
APÊNDICE H - Adição de carbono por plantas de cobertura de inverno, milho,
plantas de cobertura de verão ou feijão, trigo e soja, em diferentes sucessões
de culturas, em cada ciclo de rotação e o total em 4 cultivos.
Sucessões de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo Total no Período
Culturas 1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 ( 4 cultivos )
------------------------------------------- kg ha
-1
------------------------------------------
------------------------------------ Plantas de Cobertura de Inverno ------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
2086
a
(2)
2669 ab 935 c 411 e 6101 d
T2. a/m/f/t/s
2051 a 3155 a 2209 ab 2421 a 9836 a
T3. e
(a)
/m/n/t/s
1726 b 2084 b 1766 b 1552 c 7129
bcd
T4. e
(a)
/m/c/t/s
1710 b 2130 b 1986 ab 2063 b 7889 b
T5. e/m/n/t/s
1546 c 2277 b 2359 a 1224 d 7406 bc
T6. e/m/c/t/s
1467 c 1789 b 1789 b 1319 d 6364 cd
------------------------------------------------------- Milho -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
2853 a 2475 ab 2660 b 3431 b 11420 b
T2. a/m/f/t/s
2182 b 2221 b 2180 c 2424 c 9006 c
T3. e
(a)
/m/n/t/s
3051 a 2518 ab 3013 ab 4510 a 13093 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s
3051 a 2747 a 3036 a 4392 a 13226 a
T5. e/m/n/t/s
3102 a 2793 a 3150 a 4242 a 13287 a
T6. e/m/c/t/s
3102 a 2572 a 2839 ab 4075 a 12588 a
------------------------------ Plantas de Cobertura de Verão ou Feijão ------------------------------
T1. n/m/n/t/s
2614 b 1450 d 712 d 419 bc 5196 c
T2. a/m/f/t/s
259 c 375 e 352 d 469 bc 1454 d
T3. e
(a)
/m/n/t/s
3266 ab 2540 bc 1753 b 2519 a 10078 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s
2921 ab 3129 a 4991 a 165 c 11207 a
T5. e/m/n/t/s
3684 a 2164 c 1270 c 863 b 7981 b
T6. e/m/c/t/s
2744 b 2937 ab 4970 a 115 c 10766 a
------------------------------------------------------- Trigo -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
1488 b 1273 bc 1107 ns 946 bc 4814 b
T2. a/m/f/t/s
941 c 1061 c 1065 922 c 3989 c
T3. e
(a)
/m/n/t/s
1770 a 1537 a 1197 1618 a 6120 a
T4. e
(a)
/m/c/t/s
1653 a 1390 ab 1123 1483 a 5649 a
T5. e/m/n/t/s
1688 a 1555 a 1226 1164 bc 5633 a
T6. e/m/c/t/s
1432 b 1403 ab 1132 1186 b 5152 b
------------------------------------------------------- Soja -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
1302 ns 1623
ns 1584 abc 826 c 5334
ns
T2. a/m/f/t/s
1277 1672 1521 bc 996 bc 5465
T3. e
(a)
/m/n/t/s
1379 1625 1603 abc 1171 ab 5779
T4. e
(a)
/m/c/t/s
1389 1660 1713 a 1054 bc 5814
T5. e/m/n/t/s
1350 1600 1509 c 1386 a 5844
T6. e/m/c/t/s
1302 1708 1667 ab 974 bc 5651
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
(2)
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem estatisticamente pelo teste de
Duncan (P<0,05)
ns - significativo ao nível de 5 % de probabilidade
123
APÊNDICE I - Relação C/N de plantas de cobertura de inverno
(*)
, milho
(**)
,
plantas de cobertura de verão
(*)
ou feijão preto
(**)
,trigo
(**)
e soja
(**)
, em cada
ciclo de rotação e a média dos cultivos.
Sucessões de 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo Média dos
Culturas 1997-99 1999-01 2001-03 2003-05 Cultivos
------------------------------------ Plantas de Cobertura de Inverno ------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
(1)
12,0 19,7 18,2 18,2
17,0
T2. a/m/f/t/s 20,4 27,0 27,6 27,6
25,7
T3. e
(a)
/m/n/t/s 8,4 13,1 10,8 10,8
10,8
T4. e
(a)
/m/c/t/s 9,2 11,0 11,8 11,8
11,0
T5. e/m/n/t/s 10,7 12,2 12,8 12,8
12,1
T6. e/m/c/t/s 8,6 12,4 12,0 12,0
11,3
------------------------------------------------------- Milho -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s 62,9 77,5 77,5 62,9
70,2
T2. a/m/f/t/s 77,5 87,9 82,6 82,4
82,6
T3. e
(a)
/m/n/t/s 73,3 77,5 77,5 62,9
72,8
T4. e
(a)
/m/c/t/s 73,3 77,5 69,6 62,9
70,8
T5. e/m/n/t/s 73,7 77,5 62,9 62,9
69,3
T6. e/m/c/t/s 73,7 77,5 73,2 62,9
71,8
------------------------------ Plantas de Cobertura de Verão ou Feijão ------------------------------
T1. n/m/n/t/s 16,7 16,7 16,8 14,2
16,1
T2. a/m/f/t/s 43,1 ** 15,8 43,1 ** 14,5
29,1
T3. e
(a)
/m/n/t/s 18,7 19,0 18,8 19,3
19,0
T4. e
(a)
/m/c/t/s 21,4 21,4 21,5 14,6
19,7
T5. e/m/n/t/s 18,0 17,1 17,9 16,6
17,4
T6. e/m/c/t/s 20,5 20,1 20,1 15,9
19,2
------------------------------------------------------- Trigo -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s
101,3 101,3 115,8 113,3 107,9
T2. a/m/f/t/s
121,1 121,1 115,4 101,2 114,7
T3. e
(a)
/m/n/t/s
90,6 98,3 101,3 140,4 107,7
T4. e
(a)
/m/c/t/s
101,3 101,3 110,7 123,9 109,3
T5. e/m/n/t/s
90,6 101,3 101,3 107,4 100,2
T6. e/m/c/t/s
101,3 101,3 105,3 113,9 105,5
------------------------------------------------------- Soja -----------------------------------------------------
T1. n/m/n/t/s 27,5 27,5 27,5 34,1
29,2
T2. a/m/f/t/s 33,3 27,5 27,5 44,1
33,1
T3. e
(a)
/m/n/t/s 27,5 27,5 27,5 35,1
29,4
T4. e
(a)
/m/c/t/s 27,5 27,5 27,5 31,8
28,6
T5. e/m/n/t/s 27,5 27,5 27,5 44,7
31,8
T6. e/m/c/t/s 28,8 27,5 27,5 29,4
28,3
(*) Estádio de pleno florescimento (**) Estádio de maturação fisiológica
(1)
n – nabo forrageiro; a – aveia; e – ervilhaca; f – feijão; c – crotalária; m – milho; t – trigo; s – soja
(a)
Adubação com fósforo e potássio na semeadura da ervilhaca
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