PRIMEIRO RELATÓRIO PARA BOLSA DE GRADUAÇÃO

Transcrição

1 PRIMEIRO RELATÓRIO PARA BOLSA DE GRADUAÇÃO Projeto Agrisus No:723/6 Título da Pesquisa: SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA PARA A SUSTENTABILIDADE ORIZÍCOLA EM TERRAS BAIXAS NO RIO GRANDE DO SUL Interessado (Coordenador do Projeto): IBANOR ANGHINONI Bolsista de Graduação: THAIANE JESKE Instituição: Departamento de Solos Faculdade de Agronolmia/UFRGS Tel: E:mail: ibanghi@ufrgs.br Local da Pesquisa: No campo: Fazenda Corticeiras, Cristal RS Em laboratório: Pesquisa em Química e Fertilidade do Solos Faculdade de Agronomia/UFRGS Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 4.800,00 Vigência do Projeto: 0/04/205 a 3/03/206 Relatório Parcial: Período de 0/04 a 30/09/205. RELATÓRIO PARCIAL DA PESQUISA: 0/04 a 30/9/206.. INTRODUÇÃO O foco principal do projeto está na formatação, para o ambiente de terras baixas, de sistemas integrados de produção agropecuária, tendo em vista a sustentabilidade, no médio e longo prazo, 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,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 multi-inter-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 rendimento do sistema, com o gerenciamento dos pesquisadores envolvidos

2 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 Empresa Integrar Gestão e Inovação Agropecuária e se refere a uma plataforma de pesquisa que foi iniciada em março de 203, no município de Cristal RS, distante de 60 km de Porto Alegre. Trata-se de um trabalho de longa duração (até junho de 2023) em uma área de 8 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:. 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, do Projeto anteriormente enviado. A pesquisa desenvolvida pela bolsista está relacionada ao Estudo 4. Ciclagem de nutrientes nos sistemas integrados de produção, do Projeto em tela. Os objetivos deste estudo são: a) quantificar a quantidade de nutrientes que ciclam em cada ciclo de cultivo nos diferentes sistemas integrados produção agropecuária; e b) avaliar a taxa de liberação de nutrientes dos resíduos do pastejo e das culturas de verão para as pastagens cultivadas em sucessão e vice-versa. As atividades da bolsista, conforme descrito nos Relatório Mensais, foram desenvolvidas dentro do Programa de Atividades contidos na solicitação da bolsa e constaram de: a) Acompanhamento do desenvolvimento e colheita dos cultivos comerciais (arroz/soja/milho) e da pastagem de verão (capim sudão e campo de sucessão) e do pastejo animal; b) Coleta do esterco e dos cultivos de verão para preparação dos sacos de decomposição (Litter bags), com posterior manipulação e secagem em laboratório; d) Coleta de amostras de solo e sua preparação e análises química para conhecer a evolução da fertilidade ao longo do tempo; e d) Distribuição dos sacos de decomposição na instalação das pastagem de inverno com posterior coleta periódica durante o ciclo de pastejo, para posterior coleta ao longo do tempo visando a sua decomposição e liberação dos nutrientes para o ciclo seguinte. Como atividades adicionais ao que consta no Cronograma de Atividades, a bolsista se envolveu na análise e interpretação dos dados do ciclo anterior de pastejo (inverno de 205), ao mesmo tempo que acompanhava os trabalhos em realização nos demais estudos.. 3. ESULTADOS PARCIAIS E SUA DISCUSSÃO As culturas de verão (safra 205/6), que não foram pastejadas (Sistema ) apresentaram a menor produção total de matéria seca total e residual ao longo do ciclo de cultivos de inverno. Já, os cultivos azevém solteiro de inverno pastejado antecedido de arroz apresentou maior produção total de biomassa vegetal em relação ao Sistema, porém menor do que os sistemas que tiveram cultura antecedente de soja-arroz e capim sudão arroz, ambos compostos de azevém em consorciação com trevo e cornichão (Sistemas 3 e 4), sendo estes menores do que o sistema em pastejo no inverno e verão em campo de sucessão (Sistema 5). Entretanto, os resíduos remanescentes dos Sistemas a 4 foram semelhantes, porém menores do que o Sistema 5 (Figura ).

3 Figura. Produção total e residual dos cultivos de verão nos diferentes sistemas de produção em terras baixas em 205/6. Embora sejam contabilizados o aporte de esterco dos animais nos sistemas em que são pastejados (S2 a S5), o aporte total de resíduo da parte aérea foi maior quando foi inserido o cultivo do arroz (S2, S3 e S4). Sendo assim, os sistemas de pastagem anual que não apresentavam a perenização, apresentaram quantidade de resíduo vegetal no final do inverno variando entre 0,7 e,5 t ha -, os quais são comparados ao manejo do pastejo intensivo nas terras altas. Os menores valores de produção de biomassa total no inverno em monocultivo de arroz seguido de pousio e com revolvimento de solo (S), resultam em pouca cobertura vegetal, o que aliado à desestruturação do solo pelo revolvimento, principalmente no inverno que concentra as maiores precipitações, são fatores determinantes para a erosão e potencializar as perdas de solo e de nutrientes. Em relação a cinética do processo de decomposição, em todos os sistemas, o resíduo das coberturas de inverno (resteva, azevém e azevém + trevo branco) apresentaram um padrão semelhante com uma rápida decomposição inicial seguida de uma mais lenta (Figura ). Aos 26 dias do início da decomposição dos sacos colocados no campo, a MSR era de 26, 25, 9 e 44 % para os Sistemas, 2, 3 e 4, respectivamente. Este resultado não representa o que se esperava, uma vez que o Sistema 4 inclui consórcio de azevém e trevo branco (Figura ). No entanto, a cultura sucessora no Sistema 4 naquela safra foi a soja, e os demais foram cultivados com arroz irrigado. Além do compartimento lábil não ser influenciado pela hipóxia (arroz irrigado), principalmente em fase inicial, a lâmina de água solubiliza os compostos dessa fração e os lixivia com maior facilidade. Isso fez com que

4 essa fração diminui mais rapidamente nos resíduos colocados nas parcelas cultivadas com arroz irrigado. Ainda que houvesse diferença no compartimento lábil, aos 47 dias, a MSR foi semelhante (média 5 %) em todos os sistemas (Figura 2). 20 MS remanescente (%) S - Resteva S2 - Azevém S3 - Azevém S4 - Azevém + Trevo branco Tempo (dias) Figura 2. Matéria seca remanescente de diferentes pastagens hibernais em cultivos de verão em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em terras baixas. Os cultivos foram: S- Arroz; S2- Arroz; S3- Arroz; S4- Soja, em terras baixas, na safra 204/205. Os dados de concentração de nutrientes nos sacos de decomposição, que descrevem a taxa de liberação de nutrientes no tempo desse ciclo foram analisados, mas ainda não consolidados. Os teores dos nutrientes analisados nas culturas do ciclo de verão safra 205/6 (Tabela ) variaram, como era de se esperar, com a espécie e a parte analisada. Esses dados aliados à quantidade de biomassa residual desses cultivos determinam a quantidade potencial da ciclagem desses nutrientes (Tabela 2).

5 Tabela. Matéria seca e quantidades de nutrientes cultivos de verão em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em terras baixas na safra 205/6 Sistema Cultivo Material C N P K Ca Mg kg Mg S Arroz PA 437 4,9 0,9 8,2 3,0,3 Casca 46 3,0 0,5 2,2 0,5 0,6 Grão 406 0,6 3,8,7 0,0,9 S2 Arroz PA 442 5,0, 9,2 2,7,3 Casca 378 2,9 0,7 2,2 0,4 0,6 Grão 409,3 3,9,7 0,0,9 S3 Soja Folha ,0 2,2 9,7 4,4 4,6 Pedicelo 409 7,4,8 2,4 3, 5,0 Haste+vagem 434 5,3 0,8 5,7 5,8 5,0 Grão ,3 6,3 9,2 2,2 3,0 S4 Milho PA 424 4, 0,7,3,3,4 Grão 432 5,4 4, 4,2 0,0,5 Papuã PA 402 8,6,9 20,2 2,3 3,7 S5 Vegetação esp. PA 397 0,8 2,5 3,7 2,0 2,2 Sistemas: S. Monocultivo de arroz-pousio (testemunha, com preparo de solo); S2. SIPA arroz-gado de corte; S3. SIPA em rotação soja/arroz gado de corte; S4. SIPA, em rotação pastagem cultivada/soja gado de corte; S5. Pastagem cultivada e pastagem natural. Sistema 2 a 5 em semeadura direta.

6 As quantidades de nutrientes acumuladas nos resíduos das culturas de verão (safra 205/6) são variáveis entre os sistemas, com as espécies componentes e com a parte da planta considerada (Figura 2). Tabela 2. Matéria seca e quantidades de nutrientes nos resíduos das culturas em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em terras baixas Sistema Cultivo Parte planta MS residual C N P K Ca Mg Mg há kg ha S Arroz PA 5,2a ,8 95,3 5,9 6,9 Casca, ,9 4,2,0, Grão 6, ,5,7 0, 3, S2 Arroz PA 6, , 23,4 7, 8,6 Casca 2, ,4 4,6 0,8,3 Grão 7, ,7 2,7 0,0 4,5 S3 Soja Folha 0, ,0 8,9 3, 4,2 Pedicelo 0, ,9 6, 6,4 2,4 Haste+vagem 2, ,3 5,2 5,6 3,4 Grão 3, ,7 66,5 7,5 0,4 S4 Milho PA 3, ,6 44,2 5,0 5,5 Grão 4, ,4 20,9 0,0 7,6 Papuã PA 6, ,9 39,5 6,0 25,4 S5 Vegetação esp. PA 4, ,3 56,2 8,3 8,9 Sistemas: S. Monocultivo de arroz-pousio (testemunha, com preparo de solo); S2. SIPA arroz-gado de corte; S3. SIPA em rotação soja/arroz gado de corte; S4. SIPA, em rotação pastagem cultivada/soja gado de corte; S5. Pastagem cultivada e pastagem natural. Sistema 2 a 5 em semeadura direta. A taxa de decomposição dos resíduos depende de sua composição em carbono e nitrogênio (expressa pela relação C:N) e dos teores de lignina, hemicelulose e celulose (expresso pelo índice ligno-celulósico), que são muito variáveis entre os resíduos das culturas de primavera/verão (205/6) (Tabela 3), que vão determinar a cinética de liberação dos nutrientes. Tabela 3. Características dos resíduos das culturas em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em terras baixas na safra 205/206 Siste mas Parte aérea Car bono Nitro gênio Relação C:N Lig nina Hemicelulose Celu lose Índice lignocelulósico g kg % ,2 Arroz Soja (folha) Soja (haste+vagem) milho Campo de sucessão Índice lignocelulósico = lignina / (lignina / celulose). O resíduo da soja (folha e haste + vagem) apresentou cinética do processo de decomposição diferenciada, sendo mais rápida no começo, seguida de uma mais lenta (Figura 3). Além da fração lábil da haste+vagem tenha sido menor nesse compartimento, a taxa de

7 decomposição dessa fração foi também menor que a da folha (Tabela 3). No entanto, a folha senesceu e caiu em torno de 30 dias antes da colheita e apresentou um tempo de meia vida de somente 22 dias para o compartimento lábil. Isto ressalta a importância do sistema planta-colhe, diminuindo o período entre o cultivo e a pastagem sucessiva. Embora a folha da soja apresente um alto índice lignocelulósico (LCI) (Tabela 3), o N não é limitante, pois a fração lábil é rapidamente decomposta e o C imobilizado temporariamente pelos microrganismos. A fabácea apresenta alta eficiência de uso do carbono pelos microrganismos, incorporando-o à matéria orgânica do solo. Já o arroz apresenta relação C/N da parte aérea maior que a da soja (Tabela 3), necessitando maior quantidade de N para decompor o resíduo. 20 MS remanescente (%) Arroz (S) Arroz (S2) Arroz (S3) Soja C+V (S4) Soja Folha (S4) Tempo (dias) Figura 3. Matéria seca remanescente de diferentes cultivos de verão em pastagem hibernal, em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA), em terras baixas em 205. As pastagens de inverno foram: S- Resteva do arroz com revolvimento do solo; S2 Azevém (Az); S3 Az; S4 Az+trevo branco (TB); S5 Az+TB+cornichão. Os sitemas S2, S3, S4 e S5 em pastejo. Tabela 4. Parâmetros dos modelos ajustados (simples e duplo) aos valores medidos de matéria seca remanescente, constantes de decomposição (ka e kb) e tempo de meia vida (t/2) de cada compartimento e valores de R 2 em cada sistema em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em terras baixas Matéria seca remanescente (MSR) t/2 Sistema Cultivo Biomassa Comp. A ka kb A 00-A R 2 % dia dias Arroz Parte aérea (PA) 99. a (2) c 220 a Arroz PA 99.5 a c 56 b Arroz PA 98. a c 46 b Soja Haste + vagem 29.6 b a c Soja Folha 65.0 c b c MSR = A e (-kat) + (00-A) nos tratamentos 4 e 5; MSR = A e (-kat) + (00-A) e (-kbt) nos tratamentos e 2. 2 Médias seguidas de mesma letra, na coluna, não diferem entre si (Tukey, p<0,05).

8 O processo de obtenção dos dados está dentro das expectativas, mas ainda são parciais. Isto, porque se trata de um experimento de longa duração, com Sistemas de Produção que envolvem os fatores intensidade e diversidade de cultivos, representando cenário de produção agrícola em terras baixas. Para isso, este estudo objetiva avaliar a taxa de decomposição e de liberação de nutrientes dos resíduos do pastejo e das culturas comerciais, assim como determinar a influência desses sistemas na ciclagem e no balanço de nutrientes dos ciclos de cultivos e pastejo em terras baixas, cujo primeiro ciclo está sendo encerrado no ciclo primavera-verão 206/7. 3. CONCLUSÕES Os objetivos finais do presente trabalho (Estudo 4. Ciclagem de nutrientes nos sistemas integrados de produção) é determinar a quantidade de resíduos das culturas nos cinco sistemas de produção e a cinética de liberação de vários nutrientes (C, N, P, K, Ca e Mg) que somente serão obtidos ao final de dois ciclos completos outono-inverno e primavera-verão que se encerram em maio do corrente ano. A partir desses dados poder-se-á determinar a quantidade de nutrientes contidos nos resíduos que vão ser liberados para a próxima safra e que não são detectados nas análises de solo. 4. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS As dificuldades encontradas se referem ao pouco conhecimento e prática de cultivar espécies de sequeiro em solos de terras baixas, caracterizados pela má drenagem, especialmente em anos de chuvas abundantes (Fenômeno de El Niño), como ocorreu na safra 205/6 e, apesar das previsões de ocorrência de La Niña para o presente ciclo (206/7), as chuvas tem sido abundantes e criando muitas dificuldades, especialmente no manejo da palha em altas quantidades, como é o caso da pastagem de outono inverno (mormente azevém) no período outono-inverno e de arroz, no período primavera-verão. Em 23/0/207 Ibanor Anghinoni Coordenador