Título da Pesquisa: QUALIDADE DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DE LONGO PRAZO

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1 RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISA MODELO: Pesquisa Agronômica Projeto Agrisus N o : 13/13. Título da Pesquisa: QUALIDADE DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DE LONGO PRAZO Coordenador: Ciro Antonio Rosolem FCA/UNESP, Dep. Produção e Melhoramento Vegetal R. José Barbosa de Barros, 178. CEP , CP 237, Botucatu, SP. Tel.: (14) rosolem@fca.unesp.br Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$12., Vigência do Projeto: 1. INTRODUÇÃO: ( fazer uma pequena introdução sobre o tema e sua relevância) A qualidade física do solo em muitos casos é negligenciada, passando a ser limitante para se obter maiores produtividades, principalmente quando se tem solos de alta fertilidade. No caso da soja, cuja demanda em N pela planta é quase que totalmente atendida pela fixação biológica de N 2 atmosférico (FBN), ou seja, por uma relação de simbiose entre as raízes e bactérias aeróbicas, do gênero Bradyrhizobium, há necessidade de um ambiente radicular com boa aeração, sem restrições à difusão do oxigênio, para que ocorra a formação de nódulos viáveis, principalmente em solos de textura argilosa. O Sistema Semeadura Direta (SSD) e o Preparo Convencional (PC) proporcionam diferenças nos atributos físicos do solo. Normalmente em SSD o solo apresenta-se com maior densidade, porém nem sempre essa compactação aparente é restritiva ao crescimento das plantas. Além das diferenças nos atributos, os sistemas de manejo também podem modificar o solo no aspecto químico e na dinâmica da MOS, interferindo inclusive na demanda de N, tanto para atender as exigências das culturas, como para permitir o acúmulo de MOS. Portanto, além de avaliar os atributos físicos do solo nos diferentes sistemas de manejo aplicados a mais de 27 anos, está sendo avaliado o efeito do N aplicado no milho consorciado com braquiária, nos últimos três anos, na produtividade da soja, já que se especula que a soja possa responder à adubação nitrogenada (residual do milho) em condições de solos com problemas de aeração, principalmente na presença de palhada com elevada relação C/N. Além disso, por se tratar de sistemas de manejo que influenciam na dinâmica da MO no solo, tanto no acúmulo como na mineralização, necessita-se avaliar as respostas das plantas à adubação nitrogenada.

2 Objetiva-se com esse trabalho avaliar a interação entre sistema de manejo do solo de longa duração (PC e SSD) e a adubação nitrogenada realizada no milho consorciado com braquiária nos últimos três anos na produtividade da soja e nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. 2. MATERIAIS & MÉTODOS Localização O experimento está sendo conduzido na área experimental da Fazenda Lageado, na Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, localizada no município de Botucatu (SP), com latitude S, longitude 48 2 WGrw e altitude de 786 m, em um Nitossolo Vermelho distrófico. O clima da região, segundo classificação de Köppen, é do tipo CWa, que significa clima mesotérmico com inverno seco. Na figura 1 está representada a distribuição de chuvas e as temperaturas médias diárias entre outubro de 212 e abril de 213. Figura 1. Distribuição de chuvas e temperaturas médias diárias entre outubro de 212 e abril de 213 Tratamentos e delineamento experimental O delineamento experimental é em blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas são constituídas por dois sistemas de manejo do solo, ou seja, Sistema Semeadura Direta (SSD) e Preparo Convencional (PC) e as subparcelas pela ausência ou presença de adubação nitrogenada (3 kg ha -1 ) no milho consorciado com braquiária nos últimos três anos. No tratamento com adubação nitrogenada a dose de 3 kg ha -1 foi composta por kg ha -1 na semeadura do milho+braquiária e 2 kg ha -1 em cobertura, sendo a fonte de N utilizada o nitrato de amônio. Cada parcela é demarcada com 4 m de largura por 14 m de comprimento. As

3 subparcelas tem 4 m de largura por 7 m de comprimento. Em Dezembro de 212 foram semeadas linhas de soja, espaçadas em,4 m, sobre a palhada de milho e braquiária, em SSD, ou em solo preparado com arado de disco e grade niveladora, em PC. Avaliações na cultura da soja Por ocasião do estádio R2 de desenvolvimento da soja foram coletados 3 trifólios (terceiro ou quarto a partir do ápice) para diagnose foliar, de acordo com Malavolta et al. (1997). Nessa ocasião também foram coletadas as raízes de plantas, na camada de a 3 cm, para contagem e determinação da massa de nódulos Em R da soja foram coletadas plantas inteiras (3 linhas de 1 metro) por subparcela, que foram secas em estufa de aeração forçada a 6 o C por 72 horas para determinação da quantidade de matéria seca produzida por hectare. Foi determinada a população final de plantas, o número de vagens por planta, o número de grãos por vagem e a massa de grãos. Para estimar a produtividade de grãos foram colhidas manualmente as plantas contidas em duas linhas de 7 m de comprimento de cada unidade experimental, após a maturidade fisiológica dos grãos. Após esta operação, as plantas foram trilhadas e os grãos foram pesados para cálculo da produtividade de grãos por área, corrigido o teor de água para 13%. Avaliações do solo Após a colheita da soja foram realizados testes de resistência mecânica à penetração, com penetrômetro de impacto (Stolf et al., 1983). Também foram abertas trincheiras em cada subparcela com cm de largura, 6 cm de comprimento e cm de profundidade para coleta de amostras com estrutura não deformada. Amostras com estrutura deformada foram coletadas nas camadas de -, -, -2 e 2- cm de profundidade para análise da fertilidade do solo de acordo Raij et al. (21), além dos estoques de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT). Os teores de COT e o NT foram determinados por meio de analisador elementar automático, da marca LECO, modelo TruSpec CHNS. O fracionamento físico da MOS foi feito pelo método granulométrico de acordo Cambardella e Elliot (1992), que após dispersão do solo em solução de hexametafosfato de sódio, as amostras foram vertidas em peneira de 3 µm. O material retido na peneira consiste na matéria orgânica particulada (MOP) associada à fração areia, e o que atravessou a peneira corresponde às frações silte e argila. O material retido na peneira, depois de lavado e seco em estufa a ºC, foi analisado quanto ao teor de COP (carbono orgânico particulado). De posse dos resultados dos teores de COT e COP foram calculados, por diferença, os teores de COM (carbono orgânico ligado a minerais). Nas trincheiras também foram coletadas amostras com estrutura não deformadas, com anéis volumétricos de, cm de altura e, cm de diâmetro, no centro das camadas de -, -, -2 e 2- cm de profundidade, para determinação da densidade aparente, porosidade total, macro e microporosidade (EMBRAPA, 1997) e curva de retenção de água no solo (KLUTE, 1986). Após o ajuste das curvas de retenção utilizando a equação proposta por Genuchten (198) foi possível

4 determinar o índice S para cada curva de retenção de água no solo, de acordo Dexter (24). Com a determinação da densidade do solo e do teor de COT foi possível calcular o estoque de carbono (em Mg ha -1 ) nas diferentes camadas amostradas e no total do perfil (SILVA et al., 24; MACHADO, 2; JANZEN, 2). Monólitos de solo com dimensões xx2 cm foram coletados nas camadas de - e - cm para determinação da estabilidade de agregados. Os torrões de solo foram pré-selecionadas em um jogo de peneiras sobrepostas, tendo as peneiras superior e inferior malhas de 8 e 4 mm, respectivamente. Para a avaliação da estabilidade dos agregados utilizou-se a porção que passou pela malha de 8 mm e ficou retida na de 4 mm, conforme Kemper e Chepil (196), utilizando o aparelho de oscilação vertical de Yodder. Análise estatística Os resultados serão submetidos à análise de variância e ao teste de comparação de médias t, ao nível de % de probabilidade, de acordo com procedimentos propostos por Gomes (199). 3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO ( salientar os resultados que eram esperados na carta consulta) Nesse relatório parcial só serão apresentados os resultados médios de cada tratamento. Para o relatório final serão feitas as análises estatísticas, o que permitirá a discussão dos resultados 3.1 Cultivo da Soja (212/213) Produtividade e Componente da Produção Na tabela estão apresentados os resultados médios de produtividade de grãos e de parâmetros de produção da soja, safra 212/213. Verificou-se que a produtividade média de grãos foi em torno de 3% superior no SSD. Além disso, há uma tendência da produtividade ser maior em áreas que não recebeu adubação nitrogenada. Tabela 1. Produtividade e componentes de produção de soja, safra 212/213, em função do sistema de manejo e da adubação nitrogenada. Manejo (1) N (2) População final Vagens planta -1 Grãos vagem -1 Massa grãos Produtividade (plantas ha -1 ) (g) (kg ha -1 ) PC com PC sem SSD com SSD sem (1) PC = Preparo convencional; SSD = Sistema Semeadura Direta (2) Com ou Sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos consecutivos no cultivo de milho consorciado com braquiária Nodulação

5 Na tabela 2 constam os resultados de nodulação da soja, em função do sistema de manejo e da adubação nitrogenada feita por 3 anos consecutivos no consórcio milho+braquiária. Tabela 2. Número e massa de nódulos por planta Manejo (1) N (2) Nódulos planta -1 Massa de nódulos por planta (plantas ha -1 ) (g) PC com 2,366 PC sem 83,333 SSD com 94,392 SSD sem 94,38 (1) PC = Preparo convencional; SSD = Sistema Semeadura Direta (2) Com ou Sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos consecutivos no cultivo de milho consorciado com braquiária Massa seca da parte aérea Na figura 2 consta os resultados de produção de matéria seca da parte aérea da cultura da soja, no estádio R de desenvolvimento (considerado com sendo de máximo acúmulo). Figura 2. Produção de matéria seca pela cultura da soja, safra 212/213. PC = Preparo convencional; SSD = Sistema Semeadura Direta. Com ou Sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos consecutivos no cultivo de milho consorciado com braquiária Física do solo Densidade e Resistência à penetração Na figura 3 estão apresentados os resultados de resistência mecânica à penetração (RP) na camada de a cm de profundidade. Verificou-se que o SSD promoveu maior RP até, aproximadamente, 22 cm de profundidade. Nesse sistema de manejo ficou evidente uma camada de maior compactação a, aproximadamente, 7, cm de profundidade. Na Figura 4 constam os

6 resultados de umidade volumétrica do solo no momento do teste de RP. Figura 3. Resistência à penetração (MPa) em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária. Barras na horizontal correspondem à diferença mínima significativa a % de probabilidade pelo teste t Figura 4. Umidade volumétrica do solo (g g-1) no momento do teste de RP. Barras na horizontal correspondem à diferença mínima significativa a % de probabilidade pelo teste t Nas figuras A, B, C e D estão representados os resultados de densidade do solo nas camadas de -, -, -2 e 2- cm de profundidade, respectivamente.

7 Densidedosolo(kgdm -3) A Densidedosolo(kgdm -3) B.. 1. C 1. D Densidedosolo(kgdm -3) Densidedosolo(kgdm -3) Figura. Densidade do solo nas camadas de - (A), - (B), -2 (C) e 2- cm (D) de profundidade, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária Porosidade total, macro e microporosidade Nas figuras 6A, 6B, 6C e 6D estão representados os resultados de porosidade total, macro e microporosidade do solo, nas camadas de -, -, -2 e 2- cm de profundidade, respectivamente.

8 Porosidadetotal(cm 3cm-3) Porosidadetotal(cm 3cm-3) A macroporosidade microporosidade C Porosidadetotal(cm 3cm-3) Porosidadetotal(cm 3cm-3).... B D Figura 6. Porosidade total, Macro e Microporosidade do solo nas camadas de - (A), - (B), - 2 (C) e 2- cm (D) de profundidade, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária Curva Característica de Retenção de Água no Solo As curvas de retenção de água no solo nas camadas de a, a, a 2 e 2 a cm de profundidade, para cada tratamento, estão apresentados nas figuras 7A, 7B, 7C e 7D, respectivamente. Na camada de a cm verificou-se maior retenção de água com médios e baixos potenciais matricias nos envolvendo SSD. No entanto, essas diferenças reduzem com aumento da profundidade do solo.

9 Umidadevolumétrica(m3m -3) A PC 3N SSD 3N PC N SSD N 1 Umidadevolumétrica(m3m -3) B 1 Umidadevolumétrica(m3m -3) C 1 Umidadevolumétrica(m3m -3) D 1 log Potencial matricial (hpa) log Potencial matricial (hpa) Figura 7. Curva de retenção de água no solo nas camadas de - (A), - (B), -2 (C) e 2- cm (D) de profundidade, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária. Os valores de Índice S, calculados a partir dos ajustes das curvas de retenção de água no solo (Figura 7), estão na tabela 3. Verificou-se que o valor de S acima de,3, tido como limite mínimo para solos sem restrição física, foi obtido apenas no sistema PC, na camada de a cm. Tabela 3. Índice S em função do sistema de manejo e da adubação nitrogenada. Índice S (2) com N sem N a cm PC (1) SSD a cm PC.3.19 SSD.36.3 a 2 cm PC SSD a cm PC SSD (1)PC = Preparo convencional; SSD = Sistema Semeadura Direta; Com ou Sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos consecutivos no cultivo de milho consorciado com braquiária.

10 3.2.4 Estabilidade de Agregados Os resultados de agregados maiores que 2 mm estão apresentados na figura 8. Apesar de ainda não ter sido feita a análise estatística, verificou-se no tratamento com SSD e com adubação nitrogenada um menor valor de agregados > 2mm, sendo esse um resultado típico de solos menos compactados, já que valores muito elevados desse parâmetro pode ser um indício da presença de falso agregado promovido pela compactação do solo. Agregados>2m a cm a cm Figura 8. Agregados maiores que 2mm (g kg-1) nas camadas de a e a cm, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária. 3.3 Carbono e Nitrogênio no solo Os teores de carbono orgânico total (COT), carbono orgânico particulado (COP) e carbono orgânico ligado à fração mineral (COM) estão representados nas figuras 9A, 9B, 9C e 9D, respectivamente. Os teores de nitrogênio total (NT), nitrogênio particulado (COP) e nitrogênio ligado à fração mineral (NM) estão representados nas figuras A, B, C e D, respectivamente. Na figura estão representados os valores da relação C/N do solo. Por fim, os estoques de C e N no perfil do solo (camada de a cm) estão representados nas figuras 12A e 12B, respectivamente.

11 Profundidade(cm) COT (g kg-1) COP (g kg-1) COM (g kg-1) A B C PC 3N SSD 3N PC N SSD N Figura 9. Teores (g ka-1) de carbono orgânico total (COT), carbono orgânico particulado (COP) e carbono orgânico ligado à fração mineral (COM), em A, B e C, respectivamente, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária. NT (g kg-1) NP (g kg-1) NM (g kg-1) Profundidade(cm) PC 3N SSD 3N PC N SSD N Figura. Teores (g ka-1) de nitrogênio total (NT), nitrogênio particulado (COP) e nitrogênio ligado à fração mineral (NM), em A, B e C, respectivamente, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária.

12 C/N A 1 2 Profundidade(cm) PC 3N PC N SSD 3N SSD N Figura 11. Relação C/N do solo, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária A B EstoquedeC(Mgha -1) EstoquedeC(Mgha -1) Figura 12. Estoques de carbono (A) e de nitrogênio (B), na camada de a cm do perfil do solo, em Mg ha-1, em função do sistema de manejo (SSD e PC) e da adubação nitrogenada, ou seja, com e sem aplicação de 3 kg ha -1 por três anos na consórcio milho + braquiária.

13 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesse relatório parcial já consta a maioria dos resultados previstos no projeto de pesquisa. No entanto, em virtude de ainda não ter sido feita a análise estatística, fica impossibilitada a discussão dos resultados, que será elaborada para o relatório final. Também no relatório final serão incluídos os resultados de C microbiano, teores de N inorgânico, fertilidade do solo, além dos cálculos de DMG, DMP e IEA. Antenciosamente, Ciro Antonio Rosolem 23//213