Características químicas e indicadores de qualidade de solos em sistemas conservacionistas de manejo de longa duração

Abstract

O plantio direto (PD), associado a plantas de cobertura, pode melhorar os atributos químicos e a qualidade do solo, dependendo do tipo de solo. O objetivo da pesquisa foi avaliar o impacto do PD, associado a diferentes sistemas de cultura, durante longo período (~30 anos) sobre os atributos químicos e indicadores de qualidade de um solo de clima subtropical e de um solo de clima temperado (Estudos I e II), e da influência de sistemas de cultura sobre a eficiência da calagem superficial em PD em um solo de clima subtropical (Estudo III). Nos estudos I e II foram avaliados experimentos instalados em 1985 em Eldorado do Sul (Brasil) e em Concord (EUA) cultivados em PD e preparo convencional (PC). No experimento em Eldorado do Sul foram utilizados três sistemas de cultura: aveia (Avena strigosa)/milho (Zea mays) (A/M), ervilhaca (Vicia sativa)/milho (V/M) e aveia+ervilhaca/ milho+caupi (Vigna unguiculata) (AV/MC), em duas doses de N (0 e 180 kg ha-1). O experimento em Concord foi conduzido com dois sistemas de cultura: milho contínuo e milho-soja (Glycine max)], em três doses de N (0, 80 e 160 kg ha-1). O Estudo III foi conduzido em um experimento instalado em 1983 em PD, sendo avaliados atributos químicos relacionados à acidez do solo antes e dois anos após a calagem (5,0 Mg ha-1) em cinco sistemas de cultura: pousio/M (P/M), A/M, AV/M, AV/MC, LL (Lablab purpureus)+M (LLM), com e sem calagem e em duas doses de N (0 e 180 kg ha-1). As práticas de manejo de longa duração influenciaram os atributos químicos do solo, principalmente, na camada de 0 a 10 cm de profundidade, na qual o PD aumentou, em média, 23 % o teor de C orgânico do solo (COS), 30 % o teor de nitrogênio total (NT) e 100 % o teor de P disponível, em relação ao PC, nos dois solos. O COS e o NT aumentaram na ordem A/M<V/M<AV/MC, enquanto que, o pH, o P disponível e a saturação por bases reduziram na ordem A/M>V/M>AV/MC. O COS e o NT não foram influenciados, mas o pH e a saturação por bases aumentaram na rotação milho-soja. O COS aumentou 5% na dose de 160 kg N ha-1 no solo temperado. A adubação nitrogenada reduziu o pH e a saturação por bases nos dois solos, contudo reduziu 30 % o P disponível no solo subtropical, mas aumentou 20 % no solo temperado. O PD aumentou o estoque e o índice de estratificação (IE) do COS e do C orgânico particulado (COP) e o índice de labilidade (IL) nos dois solos. A inclusão de leguminosas aumentou o IE do COS e COP, e o IL em PD. Os sistemas com leguminosas de cobertura de solo aumentaram a acidificação e a saturação por Al3+ e reduziram a saturação por bases, comparado com sistemas exclusivamente de gramíneas. Após dois anos da calagem superficial o pH foi maior que 5,0 e a saturação por Al3+ foi < 4,0 % até 5 cm, independente do sistemas de cultura, porém, a saturação por bases aumentou para > 50 % até 7,5.cm. As práticas de manejo apresentam comportamento similar entre os diferentes solos, e os sistemas de culturas não influenciaram na eficiência da calagem na camada superficial do solo.

No-till (NT), associated with cover crops, can improve soil chemical properties and quality, which the magnitude of the effects possibly is dependent of soil type. The objective of this research was to evaluate the impact of NT, associated with different cropping systems, cultivated for long-term (~ 30 years) on soil chemical properties and quality indicators of subtropical soil in Southern Brazil and a temperate soil in Midwest US (Studies I and II), and cropping systems influence on liming efficiency in a subtropical soil under long-term NT (Study III). In Studies I and II were used two long-term experiments installed in 1985 in Eldorado do Sul (Brazil) and Concord (US) carried out under NT and conventional tillage (CT). In Brazil, the experiment was composed by three cropping systems: oat (Avena strigosa) / corn (Zea mays) (O/C), vetch (Vicia sativa)/corn (V/C) and oat+vetch/corn+cowpea (Vigna unguiculata) (OV/CC), with two N rates (0 and 180 kg ha-1). In US, the experiment was conducted with two crop rotations: continuous corn and corn-soybean (Glycine max), with three N rates (0, 80 and 160 kg ha-1). The Study III was conducted in a third experiment under NT and assessed soil chemical attributes related to acidity, before and two years after liming (5.0 Mg ha-1), in five cropping systems: fallow/C (F/C), O/C, OV/C,OV/CC, LL (Lablab purpureus)+C LLM), with and without liming and two N rates (0 and 180 kg ha-1). The long-term management effects on soil chemical properties were confined from 0 to 10 cm depth, in which NT system increased, in average, 23 % of soil organic C (SOC), 30 % of total N (TN), 100 % of available P, compared with CT in subtropical and temperate soil. Subtropical cropping systems increased SOC and TN in the order O/C<V/C<OV/CC, while soil pH, available P and base saturation decreased in the order O/C<V/C<OV/CC. Temperate crop rotation had no effects on SOC and TN, but soil pH and base saturation increased in corn-soybean rotation. Nitrogen fertilization increased 5 % of SOC in the N rate of 160 kg ha-1 in temperate soil. Nitrogen fertilization decreased soil pH and base saturation in both soils, but decreased 30% available P in subtropical soil, but increased 20% in temperate soil. No-till increased SOC and particulate organic C (POC) stocks, SOC and POC stratification ratio (SR) and lability index (LI) in both soils. Legume-based cropping systems increased the SOC and POC SR and LI under NT. Besides, legume-based cropping systems increased soil acidification and Al3+ saturation, and decreased base saturation, compared with grass crops. After two years of superficial liming, soil pH increased to >5.0 and Al3+ saturation decreased to <4.0% up to 5 cm, regardless of cropping systems, and base saturation increased to >50% up to 7.5 cm depth. Long-term management practices have similar behavior in the subtropical and temperate soil, and cropping systems has no influence on liming efficiency in topsoil.