RELATÓRIO PARCIAL DE AUXÍLIO À PESQUISA Período 02/01 a 02/05/2016

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1 RELATÓRIO PARCIAL DE AUXÍLIO À PESQUISA Período 02/01 a 02/05/2016 Projeto Agrisus No: 1447/15 Título da Pesquisa: Sistemas Integrados de Produção Agropecuária para a Sustentabilidade da Lavoura Orizícola em Terras Baixas Interessado: IBANOR ANGHINONI Instituição: UFRGS Faculdade de Agronomia Departamento de Solos Local da Pesquisa: Campo Fazenda Corticeiras Cristal RS Laboratório Departamento de Solos Porto Alegre RS Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ ,00 Vigência do Projeto: 29/12/14 a 02/05/17 RELATÓRIO PARCIAL DA PESQUISA 1. INTRODUÇÃO O foco principal do projeto está na formatação, para o ambiente de terras baixas, de sistemas integrados de produção, tendo em vista a sustentabilidade, no médio e longos prazos, das atividades agropecuárias na metade Sul do RS. Atualmente, o meio rural nessa região do Estado é excessivamente dependente da cadeia produtiva do arroz e, portanto, de alto risco, pela volatilidade dos preços pagos ao produtor nos últimos anos. A orizicultura gaúcha ocupa hoje 1,2 milhão de hectares, o que representa 63% da produção nacional do cereal e gera mais de 200 mil empregos diretos e indiretos. A principal questão prática desse projeto visa combater a crescente descapitalização dos produtores de arroz no Estado, pelo esgotamento das fontes de financiamento a juros baixos para a produção agrícola e pecuária e sua comercialização. O binômio de produção arroz irrigado-pecuária extensiva é pouco diverso e de alto risco, também determinado pela dominância do sistema de arrendamento, gerando receita única para os parceiros: carne ao proprietário e arroz ao arrendatário. Por outro lado, a principal questão científica deste trabalho é a oportunidade de explorar sinergismos e propriedades emergentes, frutos de interações nos compartimentos solo-planta-animal-atmosfera de áreas que integram atividades de produção agrícola e pecuária continuadas, no tempo. Assim, ao longo do trabalho e no contexto da multiinter-disciplinaridade, são desenvolvidas diversas ações nas temáticas que envolvem o manejo de plantas forrageiras, a produção e o comportamento animal, o manejo e a produção de grãos, características e propriedades do solo e produção e rendimento econômico do sistema, com o gerenciamento dos pesquisadores envolvidos. 2. MATERIAIS & MÉTODOS O trabalho em tela é de natureza público-privada, envolvendo a UFRGS, o IRGA, a Embrapa Pecuária Sul (Bagé RS) e Terras Baixas (Pelotas RS), a Fazenda Corticeiras o Serviço de Inteligência no Agronegócio (SIA) e a Integrar Gestão e Inovação Agropecuária e se refere a uma plataforma de pesquisa que foi iniciada em março de 2013, no município de Cristal RS, distante de

2 160 km de Porto Alegre. Trata-se de um trabalho de longa duração (até junho de 2023) em uma área de 18 hectares e aborda sistemas de produção agrícola (arroz irrigado, soja e milho) e pecuária (bovinos de corte) em pastejo de inverno (azevém e/ou trevo branco + cornichão) e de verão (campo de sucessão e capim sudão). Os sistemas em estudo envolvem as variáveis diversidade e intensidade de modo a representar modelos de produção para os diferentes cenários nas terras baixas no Rio Grande do Sul, tendo o arroz como a cultura de referência. Os seguintes sistemas de produção são utilizados: 1. Sistema padrão (arroz-pousio); 2. Sucessão rápida, com baixa diversidade, 3. Rotação rápida, com moderada diversidade; 4. Rotação lenta, com alta diversidade; e 5. Rotação lenta, com baixa diversidade, conforme apresentado na Figura 1. A pesquisa que trata o presente Relatório está organizada em cinco Estudos. Para efeito deste Relatório, serão descritas as atividades desenvolvidas no período de 02/01 a 02/05/2016, dentro de cada Estudo em realização. Estudo 1. Crescimento e rendimento dos cultivos de verão As atividades se referem ao acompanhamento do desenvolvido dos cultivos de verão (arroz irrigado, soja e milho), instalados na primavera de 2015, e respectiva colheita, na seguinte sequência de cultivos: Sistema 1: Resteva-Arroz-Resteva Arroz = Resteva-Aarroz-Resteva- Arroz = último cultivo Sistema 2. Az pastejado-arroz-az pastejado-arroz-az pastejado-arroz = último cultivo Sistema 3. Az pastejado-soja-az pastejado-arroz-az pastejado-soja= último cultivo Sistema 4. AZ+TB pastejado-capím sudão pastejado-az+tb pastejado-soja-az+tb pastejado- Milho =último cultivo Sistema 5. AZ+TB+Cr pastejado-campo de sucessão pastejado-az+tb+cr pastejado-campo de sucessão pastejado-az+tb+cr pastejado-campo de sucessão = último cultivo Para entendimento do desenvolvimento do experimento, retomamos o período de transição entre os cultivos de inverno e de verão, em novembro de 2015, após a saída dos animais. Nessa época, foram aplicados, como tratamentos adicionais, em parcelas de 100 m 2, cinco doses crescentes de nutrientes (N, P e K) em cada sistema de manejo para se obter as curvas de resposta das culturas comerciais: arroz irrigado, soja e milho. Para isso, nos Tratamentos 1, 2 e 3 se instalou um novo experimento em blocos casualizados com 4 repetições e 5 tratamentos, sendo eles: a testemunha padrão, sem aplicação de fertilizante; e doses crescentes de N, P e K segundo diferentes expectativas de resposta das culturas em estudo (Baixa, Média, Alta e Muito Alta), conforme as respectivas indicações de adubação (CQFS RS/SC, 2004). Este trabalho resultou do fato de que os níveis acidez e de disponibilidade de nutrientes se já encontravam nas faixas adequadas (de suficiência, conforme CQFS RS/SC, 2004)) em apenas dois anos de condução do experimento, com a perspectiva de adubação do sistema. Além da produtividade dos cultivos, também se avaliou o teor nutricional de nitrogênio na folha bandeira do arroz, no início do florescimento. Estudo 2. Produção e caracterização do campo de sucessão e desempenho animal no verão Neste estudo foram avaliados tanto os atributos da pastagem quanto o desempenho dos animais que permaneceram durante o verão no Sistema 5 Cde sucessão). Para tanto, foram realizadas avaliações de altura, massa, percentual das principais espécies de baixa qualidade forrageira, taxa de acúmulo e pesagem dos animais. Para cálculo da altura média, foram medidos 150 pontos aleatórios por potreiro a cada mês com um bastão graduado (sward stick), para avaliação da massa, foram realizados cortes de 0,25m² próximo à superfície do solo e correlacionados com sua altura a fim de se ter a massa média do potreiro. O percentual de espécies de baixa qualidade forrageira foi avaliado no momento das 150 leituras de altura, pela anotação da sua presença ou não. A taxa de acúmulo foi obtida a cada 28 dias pelo corte de uma área e exclusão de uma área

3 semelhante com uma gaiola de exclusão de pastejo. Em relação ao desempenho animal, foram utilizados bovinos com cerca de 12 meses de idade, sendo machos, castrados e da raça britânica Devon. As pesagens foram realizadas sempre após jejum de sólidos e líquidos de 12 horas. Estudo 3. Balanço e ciclagem de nutrientes Ao término de cada cultivo da safra 2015/16, foi determinada a produção de matéria seca remanescente de cada cultura e pastagem, com base nos teores de nutrientes do tecido vegetal, será obtida a quantidade de nutrientes a ser ciclada a partir da análises da parte aérea remanescente e dos teores dos nutrientes do tecido das culturas comerciais e das pastagens dos sacos de decomposição, coletados ao longo dos ciclos subsequentes. Para isso, amostras de 20 g, do tecido vegetal seco dos resíduos do arroz, caule de soja, folha de soja e milho foram dispostos separadamente em sacos de tela de nylon com malha de 0,2 mm (Litter Bags), medindo 20 x 15 cm. No total, foram distribuídos 10 sacos de decomposição de cada resíduo em cada parcela, que foram coletados aos 7, 14, 21, 28, 43, 58, 73, 103, 133 e 163 dias, para análise do material remanescente e do teor de nutrientes. Estudo 4. Evolução dos atributos biológicos e de qualidade do solo As coletas de solo foram realizadas no final do pastejo hibernal de 2015, antes da semeadura das culturas de verão (safra 2015/16), que foram compostas por quatro subamostras de forma estratificada nas camadas 0-5; 5-10; 10-15; 15-20; e Nas amostras de solo, foi realizada a análise do ph-h2o (relação 1:1) e do índice SMP (para estimativa da acidez potencial H+Al); Ca, Mg e Al trocáveis (KCl 1 mol L -1 ); P e K disponíveis (Melich-1). Os teores de C orgânico e o N total foram analisados por oxidação a seco, em analisador elementar TruSpec- CNH. Foi também realizado o fracionamento físico granulométrico da matéria orgânica do solo. Estudo 5. Avaliação econômica dos sistemas. Esta avaliação será conjunta, comparando-se os sistemas estudados e será efetuada ao término do primeiro período experimental (safra 2017/18 Figura 1), quando todos os sistemas serão cultivados com arroz irrigado, tomado como referência, conforme o título do projeto indica. 3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO Os resultados são apresentados de forma sumarizada e sua interpretação conjunta dentro da lógica dos sistemas, incluindo sempre que necessário, os resultados do histórico do experimento. No período entre novembro e abril do corrente ano, foram realizados os tratos culturais de todos os sistemas conforme as recomendações técnicas de cada cultura. O arroz apresentou altas produtividades, mas um pouco inferiores aos outros anos (Tabela 1). Entretanto, o arroz em semeadura direta novamente não se diferenciou do convencional. Esta cultura não alcançou rendimentos mais altos devido às condições meteorológicas dessa safra, que teve forte interferência do fenômeno El Niño. Estas condições de excesso de precipitações pluviométricas também afetaram a soja e, especialmente, o milho, por determinar atraso na semeadura e desuniformidade na germinação e emergência das plantas. Mesmo assim, verifica-se um alto potencial produtivo para a diversificação de culturas em solos de terras baixas. Mesmo assim, o rendimento de soja foi em torno de 40% superior ao rendimento médio do RS (incluindo as terras altas) e o milho apresentou produtividade próxima à média do Estado. A precipitação excedente que prejudica o cultivo do arroz, favorece os demais cultivos quando a área é bem drenada. Para uma drenagem eficiente da área realizou-se a manutenção constante e limpeza dos canais externos e drenos internos. Além

4 disso, a realização da micro-drenagem e abertura das taipas com as rodas de ferro, para atender o mapeamento das cotas. Mesmo assim, os problemas de drenagem não foram satisfatoriamente saneados. É possível verificar (Tabelas 2) que houve uma resposta maior à adubação no Tratamento 1 (sistema de preparo convencional - arroz pousio) quando comparado ao Tratamento 2 (sistema de plantio direto com pastejo animal em azevém no período do inverno). Quando se aduba para uma baixa expectativa de resposta do arroz (Tratamento 2), não houve resposta em produtividade quando comparada à testemunha, sem adubação. Já no Tratamento 1 (arroz pousio), ocorre resposta à adubação, indicando o efeito positivo da presença do pastejo em azevém, mesmo em plantio direto, o que contraria o sendo comum até então existente. Nos resultados de produtividade de soja (Tabela 2) é possível observar que não houve resposta nos diferentes níveis de adubação conforme às distintas expectativas de rendimento. Provavelmente isso deva pelo fato de o solo já estar com acidez corrigida (ph 6,0) e com níveis Alto e Muito Alto de K e P disponível, respectivamente. È tmbém possível que, para essa cultura, mis exigentes, esteja ocorrendo contribuição da ciclagem dos nutrientes dos resíduos do pasto e da excreta animal. Além dos dados de produtividade, também se avaliou o estado nutricional de nitrogênio do arroz, no início do estádio reprodutivo (Tabela 3). Segundo os padrões nutricionais dessa cultura (SOSBAI, 2014), todos os diferentes níveis de adubação, tanto o Sistema 1, quanto para o sistema 2 apresentaram teor de nitrogênio na faixa Adequado para a cultura, não se diferenciando da Testemunha (sem adubação nitrogenada). Em relação à quantidade de resíduos da parte aérea (Tabela 4), cuja ciclagem será determinada pela análise dos sacos de decomposição, chama a atenção para a grande quantidade de resíduos do Sistema 4, especialmente pela grande quantidade de resíduos de papuã, em consequência do excesso hídrico (Fenômeno El Niño ), e outras dificuldades operacionais que criou grande dificuldade em seu controle. O Sistema 5 (Campo de sucessão) era o único tratamento sob pastejo no ciclo de verão (2015/16) (Figura 1). Assim, nos 99 dias de pastejo, as três unidades experimentais (uma em cada bloco) foram mantidos em 20,4 ± 3,3 cm de altura (Figura 2), proporcionando uma carga média no início do período de 685 kg de peso vivo animal por hectare (80 dias) e kg no restante do tempo (19 dias) (Figura 3). No período total foram acumulados ± 677 kg de matéria seca por hectare (figura 4), proporcionado por taxa de acúmulo altas e em torno de 62,3 ± 16,5 kg de matéria seca por hectare por dia (Figura 5). O percentual de capim annoni (Eragrostis plana nees) e de grama paulistinha (Cynodon dactylon) variou entre blocos (Figura 6), por serem espécies de baixo valor forrageiro, com maior presença da grama paulistinha no Bloco 2 e capim annoni no Bloco 3 com o menor desempenho. Ao todo foram produzidos 98 ± 44 kg de peso vivo por hectare (Figura 7), o que é um ótimo desempenho visto à composição da pastagem. Os atributos químicos relacionados à fertilidade do solo (Tabela 5) foram o ph (em H2O e solução SMP), cálcio, magnésio e alumínio trocáveis (KCl 1,0 M) e fósforo e potássio disponíveis (Mehlich 1), foram realizados conforme metodologia descrita por Tedesco et al. (1995) e interpretados segundo a CQFS RS/SC (2004). A acidez do solo foi corrigida em todos os sistemas de produção pela calagem realizada em 2013, apresentando valores de ph acima de 6,0; teores de cálcio e magnésio se encontram na classe Alto e Médio, respectivamente, e saturação por alumínio na classe Baixo, com alguma variação. Os teores de fósforo e potássio disponíveis (Mehlich 1) variaram conforme as diferentes necessidades de adubação da sequência de cultivos, porém todos se encontram acima dos níveis críticos, apresentando teor nas classes Alto/Muito alto para fósforo e, majoritariamente, na classe Alto para potássio. A saturação por bases se mantém na classe Alto. Desta forma, as quantidades de calcário e de adubos aplicadas, com base na análise do solo e das indicações de adubação e calagem corrigiram a fertilidade do solo como um todo, atingindo os níveis desejados (Tabela 5) em somente dois ciclos completos de cultivo. Isto, provavelmente ocorreu devido, especialmente, ao sistema colhe-planta, o que mantém os nutrientes no sistema, especialmente o potássio, que é facilmente lixiviado em solos com baixa CTCpH 7,0, como é caso do solo do experimento. O solo, na condição de fertilidade adequada, necessita somente de adubação de manutenção

5 ou reposição a cada cultivo; entretanto, se houver uma quantidade suficiente de nutrientes reciclando no sistema, essa adubação pode ser diminuída e aplicada somente uma vez ao ano. Por isto, a necessidade de realizar o estudo de ciclagem de nutrientes (Estudo 4), contidos nanos resíduos remanescentes do tecido vegetal das diferentes partes das culturas comerciais cultivadas e na excreta (esterco e urina) dos animais em pastejo (Tabela 4). 4. CONCLUSÕES O objetivo principal do presente trabalho, de desenvolver sistemas de produção agropecuária para a sustentabilidade da lavoura arrozeira nas terras baixas da metade sul do Rio Grande do Sul está sendo fortemente atendido. Apesar das dificuldades ocorridas, está se conseguindo realizar o experimento dentro dos preceitos de agricultura conservacionista, com altas produtividades e diversificação de culturas e integração com a pecuária de corte e, ainda, com melhoria e preservação do solo e do ambiente que o circunda. 5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS. As maiores dificuldades encontradas se referem ao manejo da palha e a drenagem do solo em sistema de semeadura direta solos arrozeiros (terras baixas) com alta produtividade das culturas, especialmente em anos de chuvas intensas, como neste último ciclo (2015/16) (forte ocorrência do fenômeno El Niño). Essa tecnologia é dominada a muito tempo em terras altas (coxilha), mas de baixo domínio nas terras baixas. Mesmo com a utilização da drenagem de precisão (Figura 8 do Relatório Parcial anterior), ocorreram problema intensos de drenagem, indicando a necessidade de um aprimoramento dessa técnica (Figura 8). Porto Alegre, 13 de maio de Ibanor Anghinoni Coordenador do Projeto

6 1. Testemunha padrão (arroz todos os anos pecuária casual) Cultivo mínimo c/preparo antecipado 2. Sistema ILP rotação curta diversidade (-) (arroz a cada 2 anos; sem soja) Semeadura Direta 3. Sistema ILP rotação curta diversidade (+) (arroz a cada 2 anos; com soja) Semeadura direta 4. ILP rotação longa diversidade (-) (arroz a cada 4 anos; sem soja) Semeadura direta 5. Sistema ILP rotação longa diversidade (+) (arroz a cada 4 anos; com soja)- Semeadura direta Figura 1. Distribuição espaço-temporal dos tratamentos nos sistemas de produção agropecuária em terras baixas Figura 2. Altura (cm) ao longo do período de pastejo nos diferentes blocos do Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016).

7 Figura 3. Carga animal (kg de peso vivo por hectare) em diferentes períodos no Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016). Figura 4. Massa de forragem (kg de matéria seca por hectare) nos diferentes blocos do Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016). Figura 5. Taxa de acúmulo (kg de matéria seca por hectare por dia) nos diferentes blocos do Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016).

8 Figura 6. Percentual de capim annoni (Eragrostis plana nees) e de grama paulistinha (Cynodon dactylon) nos diferentes blocos do Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016). Figura 7. Produção de peso vivo (kg de peso vivo por hectare) nos diferentes blocos do Tratamento 5 (Campo de sucessão no verão 2015/2016).

9 Tabela 1. Produtividade das culturas comerciais (t ha -1 ) na safra 2015/16 nos diferentes sistemas de produção agropecuária em terras baixas Sistema Cultura Rendimento Erro de grãos* padrão Mg ha Arroz Arroz Soja Milho *Grãos com 13% de umidade Tabela 2. Produtividade de arroz e de soja em função dos níveis de adubação nos diferentes sistemas de produção em terras baixas Arroz (Sistema 1) Arroz (Sistema 2) Mg ha Soja (Sistema 3) Testemunha 6,69 C 7,90 C 4,51 Baixa 9,06 AB 8,50 BC 4,50 Média 8,75 AB 9,80 AB 3,92 Alta 8,04 B 10,00 AB 4,75 Muito Alta 9,82 A 10,30 A 4,18 Médias seguidas pela mesma letra, em cada tratamento, não diferiram significativamente entre si pelo teste de Tukey (p<0,05). Tabela 3. Teor de nitrogênio da folha bandeira do arroz em diferentes sistemas de produção em terras baixas (Sistema 1) (Sistema 2) g kg Testemunha 28,0 26,7 Baixa 27,1 25,4 Média 26,2 26,0 Alta 26,5 26,5 Muito Alta 26,3 25,7 Os parâmetros para classificação do teor de nitrogênio na cultura do arroz são: Deficiência (<23 g/kg N; Adequado (23 28 g/kg N) e Excesso (> 28 g/kg

10 Tabela 4. Matéria seca do resíduo remanescente das culturas comerciais na safra 2015/16 nos diferentes sistemas de produção agropecuária em terras baixas Sistema Cultura Componente da matéria seca Rendimento Erro padrão Mg ha Arroz Parte aérea Arroz Parte aérea Soja Caule+vagem Pecíolo Folha Parte aérea Milho Caule Folha com bainha Bráctea Sabugo Parte aérea Papuã Parte aérea Total 14, Campo de sucessão Parte aérea

11 Tabela 5. Atributos químicos do solo ao final do ciclo de pastejo de inverno (2014 e 2015) nos diferentes sistemas de produção para terras baixas (Cristal/RS) Siste mas (1) / Anos ph Índice SMP P K Al Ca Mg CTC efetiv CTC ph7,0 Saturação da CTC Mehlich 1 trocáveis Bases Al mg dm cmol c dm % Sistema padrão (SP): arroz pousio arroz. 2. Sucessão rápida, com baixa diversidade: arroz azevém pastejado arroz. 3. Rotação rápida, com moderada diversidade: arroz azevém pastejado soja azevém pastejado arroz. 4. Rotação lenta, com alta diversidade: arroz azevém + trevo branco pastejado capim Sudão pastejado azevém + trevo branco pastejado soja azevém + trevo branco pastejado milho azevém + trevo branco pastejado arroz. 5. Rotação lenta, com muito alta diversidade: arroz azevém + trevo branco + cornichão pastejado campo de sucessão azevém + trevo branco + cornichão pastejado campo de sucessão pastejado azevém + trevo branco + cornichão pastejado campo de sucessão pastejado azevém + trevo branco + cornichão pastejado arroz. As pastagens serão pastejadas com bovinos de corte.