Efeito de sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas na fertilidade do solo, após vinte anos

Soil tillage and crop rotation systems on soil fertility attributes after twenty years

SOLOS E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Efeito de sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas na fertilidade do solo, após vinte anos

Soil tillage and crop rotation systems on soil fertility attributes after twenty years

Henrique Pereira dos Santos^{I, IV,*}; Silvio Tulio Spera^{I, II}; Gilberto Omar Tomm^I; Rainoldo Alberto Kochann^I; Alexandre Ávila^III

^IEmbrapa Trigo, Caixa Postal 451, 99001-970 Passo Fundo (RS). E-mail: hpsantos @cnpt.embrapa.br; [e-mail]; [e-mail]; [e-mail]

^IIDoutorando do curso de pós-graduação em Agronomia – Produção Vegetal na UPF-FAMV, Passo Fundo, RS

^IIIAcadêmico de Agronomia da UPF-FAMV, Caixa Postal 566, 99001 970 Passo Fundo (RS). Bolsista CNPq-IC

^IVCom Bolsa de Produtividade em Pesquisa do CNPq

RESUMO

No Brasil, ainda são escassos os estudos disponíveis com experimentos de longa duração em sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas. Após vinte anos (1985 a 2005), a fertilidade de solo foi avaliada, em Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo (RS), em quatro sistemas de manejo de solo (SMSs) - 1) plantio direto (PD), 2) cultivo mínimo (CM), 3) preparo convencional de solo com arado de discos e com grade de discos (PCD) e 4) preparo convencional de solo com arado de aivecas e com grade de discos (PCA) - e em três sistemas de rotação de culturas (SRCs): I (trigo/soja), II (trigo/soja e ervilhaca/milho) e III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja), incluindo como testemunha um fragmento adjacente de floresta subtropical (FST). O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições. As parcelas (4 x 90 m) no total de 12, foram constituídas pelos SMSs, e as subparcelas, pelos SRCs (4 x 10 m), no total de 72. Os valores de pH, carbono, P extraível e K disponível diferiram entre os SMSs. No PD, houve acúmulo de carbono orgânico, P e K, na camada superficial. Não houve diferença do nível de matéria orgânica (MOS) entre PD e FST, em todas as camadas estudadas. O nível de MOS e os teores de P e K foram mais elevados na camada 0-0,05 m, quando comparados com os observados de 0,15-0,20 m de profundidade, sob PD e nas rotações II e III. Observou-se que em FST os valores de pH, Ca, P e de K foram menores do que os dos SMSs e SRCs.

Palavras-chave: plantio direto, acidez do solo, fósforo, potássio, carbono orgânico.

ABSTRACT

Long term field studies on crop rotation and soil tillage systems under Brazilian conditions are scarce. Soil fertility characteristics were assessed after twenty years (1985 to 2005) on a typical dystrophic Red Latosol located in Passo Fundo, in Rio Grande do Sul, the southernmost state of Brazil. Four soil tillage systems (STS) – 1) no-tillage, 2) minimum tillage, 3) conventional tillage using disk plow followed by disk harrow, and 4) conventional tillage using moldboard plow followed by disk harrow – and three crop rotation systems (CRS): I (wheat/soybean), II (wheat/soybean and common vetch/corn), and III (wheat/soybean, common vetch/corn, and white oat/soybean) were evaluated, including as check a fragment of subtropical forest (FST). A randomized complete block design, with split-plots and three replicates, was used. The main field plots (4 x 90 m) in a total of 12, were the soil tillage systems, whereas the subplots (4 x 10 m), in a total of 72 comprised the crop rotation systems. Values of soil pH, soil organic carbon, extractable P, and exchangeable K were affected by soil tillage systems (STSs). Higher levels of soil organic matter and contents of soil carbon, extractable P, and exchangeable K were observed in the 0-0,05 m layer for the no-tillage system. No statistical differences were found in soil organic matter levels between no-tillage and tropical forest, in any soil layer. Values of soil organic matter, P, and K were higher in the 0-0,05 m layer, when compared to the ones observed in the 0,15-0,20 m layer, in no-tillage and II and III CRSs. Values of pH, Ca, P, and K observed in all STSs and CRSs were higher than in the tropical forest area.

Key words: no-tillage, soil acidity , phosphorus, potassium, carbon organic.

1. INTRODUÇÃO

Após alguns anos sob plantio direto é possível observar que a matéria orgânica do solo (MOS) se concentra na superfície e diminui rapidamente com o aumento da profundidade. Este gradiente de concentração faz com que se deduza, às vezes de forma equivocada, que o solo está acumulando mais carbono do que no preparo convencional de solo. A incorporação dos resíduos vegetais no sistema de preparo convencional e homogeneização do solo na camada arável pode proporcionar uma distribuição mais uniforme da matéria orgânica até camadas mais profundas do solo (SANTOS et al., 1995; DE MARIA et al., 1999; SISTI et al., 2004). Dessa forma, dependendo da profundidade do solo estudada, resultados diferentes sobre acumulação de C, MOS, P e K no solo podem ser obtidos quando se compara sistemas de manejo de solo. Por outro lado, a utilização do estoque de C na floresta subtropical, como referencial de situação estável ao longo do tempo, permite inferir a contribuição dos sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas na emissão ou no seqüestro de CO₂ pelo solo.

Estudos sobre níveis de MOS e teores de C, P, K, Ca e Mg em áreas sob diferentes sistemas de manejo de solo e rotação de culturas têm demonstrado que os resultados positivos do plantio direto foram consistentes quando as rotações de cultura incluíam plantas de coberturas, especialmente leguminosas como adubo verde (BAYER et al., 2000; BERTOL et al., 2004; SISTI et al., 2004). Porém, alguns estudos, indicaram a ocorrência de acidifição de solo e presença de Al tóxico para as plantas (PAIVA et al, 1996; CIOTTA et al., 2002).

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas na fertilidade de solo, após vinte anos de cultivo.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O ensaio vem sendo desenvolvido em área experimental da Embrapa Trigo, município de Passo Fundo (RS), desde 1985, em Latossolo Vermelho distrófico típico (STRECK et al., 2002).

Os tratamentos consistiram de quatro sistemas de manejo de solo (SMSs) – 1) plantio direto (PD); 2) preparo de solo com implemento de sete hastes, espaçadas de 0,50 m e no mínimo de 0,30 a 0,70 m de profundidade como cultivo mínimo - escarificador (CM); 3) preparo convencional de solo com arado de discos mais grade de discos (PCD) e 4) preparo convencional de solo com arado de aivecas mais grade de discos (PCA) – e em três sistemas de rotação de culturas (SRCs): I (trigo/soja); II (trigo/soja e ervilhaca/milho) e III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja). Como testemunha, um fragmento de floresta subtropical com araucárias (FST), adjacente ao experimento, também foi amostrado, com o mesmo número de repetições, e admitido como referencial do estado estrutural do solo antes de ser submetido às alterações antrópicas. O delineamento experimental usado foi em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas, e três repetições. A parcela principal foi constituída por SMS, e a subparcela, por SRCs. A parcela principal media 360 m² e a subparcela, 40 m².

Em novembro de 1985, antes da semeadura das culturas de inverno, para instalação do experimento, o solo foi escarificado com implemento de cinco hastes rígidas, de 0,30 a 0,70 m de profundidade e submetido à correção de acidez com 7,0 t ha^-1 de calcário dolomítico (PRNT 90%), visando a elevar o pH em água a 6,0. Depois, não foi mais aplicado calcário na área experimental. A adubação de manutenção foi baseada na média dos valores observados nas análises químicas da área experimental. Valores de pH, Al, Ca, Mg trocáveis, matéria orgânica, P extraível e K trocável, nas camadas 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m, determinado após as culturas de inverno, em 1993, são apresentados nas tabelas 1 e 2.

Os tratamentos com preparo de solo foram realizados sempre antes da instalação das culturas de inverno somente uma vez por ano. As culturas de inverno foram estabelecidas em maio (aveia branca e ervilhaca) e junho (trigo). As culturas de verão, em sistema plantio direto, foram instaladas a partir de outubro (milho ou sorgo) e novembro (soja), após a colheita das culturas de inverno. Foram usadas, de 1986 a 2005, como adubação de manutenção para as culturas de inverno, de 200 a 300 kg ha^-1 das fórmulas 5-20-20 e 5-25-25; para milho, de 200 a 250 kg ha^-1 da fórmula 5-25-25; e para soja, de 200 a 300 kg ha^-1 das fórmulas 0-20-20 e 0-25-25. A cultura de ervilhaca não foi adubada, nesse período. A fonte de nitrogênio utilizada, como cobertura, nas culturas de inverno, foi a uréia. Milho e sorgo não receberam adubação de cobertura. As culturas tanto no inverno como no verão produziram mais sob PD e CM, em comparação com as mesmas sob PCD e PCA. A monocultura de trigo e de soja produziu menos do que sob rotação de culturas. A precipitação pluviométrica normal, na região de Passo Fundo tem sido, na média de 30 anos, em torno de 1.660 mm. Porém, em alguns meses do ano, tais como dezembro, janeiro ou março, ocorrem períodos relativamente secos (40 a 110 mm) e em outros excesso de precipitação: junho, setembro e outubro (130 a 160 mm). Nessa região, as quatro estações do ano são bem definidas quanto às temperaturas.

Em agosto de 2005, após a colheita ou o manejo das culturas de inverno, foram coletadas amostras de solo compostas (duas subamostras por parcela), nas profundidades 0-0,05, 0,0,5-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m. As análises (pH em água, P, K, matéria orgânica, Al e Ca + Mg) seguiram o método descrito por TEDESCO et al. (1985). O carbono orgânico, em cada camada, foi determinado pela expressão: C _acumulado = C*Ds*L, em que C _acumulado corresponde ao carbono acumulado em Mg ha^-1; C é o conteúdo de carbono em g kg^-1 de solo; Ds, a densidade do solo em g cm^-3; e L, a espessura da camada em centímetros (ROSCOE e MACHADO, 2002).

Os SMSs e os SRCs foram comparados para cada propriedade química de solo, na mesma profundidade de amostragem. As profundidades de amostragem de solo foram comparadas no mesmo SMS ou SRC. Todas as comparações foram realizadas por meio de contrastes com um grau de liberdade (SAS, 2003). A significância dos contrastes foi dada pelo teste F, levando-se em conta o desdobramento dos graus de liberdade do erro.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Sistemas de manejo de solo (SMSs)

Os resultados serão discutidos a partir da avaliação de 1993, na qual foi feita a amostragem do solo em quatro profundidades. Os valores médios de pH do solo (Tabela 3), em todos os SMSs, em 2005, foram menores em relação ao observado, em 1993, em todas as camadas estudadas (Tabela 1). Nos SMSs e de rotação de culturas (SRCs) houve acidificação em todas as camadas estudadas, necessitando nova calagem, para restabelecer condição recomendada para leguminosas (SBCS, 2004). SANTOS e TOMM (1996), PAIVA et al. (1996) e CIOTTA et al. (2002), estudando SRCs e SMSs, obtiveram resultados concordantes para os valores de pH do solo. De acordo com ERNANI et al. (2001), a dissolução dos fertilizantes fosfatados e a nitrificação dos nitrogenados amoniacais ou amídicos pode contribuir para a acidificação da camada superficial de solo, principalmente quando se consideram longos períodos de cultivo sem aplicação de calcário ou quando elevadas doses desses fertilizantes foram aplicadas. Por sua vez, o revolvimento de solo com aração e gradagens no preparo convencional dilui em toda a camada arável a acidez originada por fertilizantes. Esse processo também foi observado, neste estudo, nos tratamentos preparo convencional de solo com arado de discos (PCD) e preparo convencional de solo com arado de aivecas (PCA). Observaram-se em PCA e PCD valores maiores de pH, nas camadas 0,05-0,10 m e 0,10-0,15 m, em relação ao plantio direto (PD) e ao cultivo mínimo (CM). Todos os SMSs estudados tiveram valores superiores de pH em comparação à floresta subtropical (FST), em todas as camadas estudadas. Silveira e Stone (2001) verificaram, em Latossolo Vermelho perférrico, que, sob PCA (5,56 e 5,55), os valores de pH foram mais elevados do que sob preparo convencional de solo com grade aradora (5,45 e 5,64) e sob PD (5,44 e 5,45), nas camadas 0-0,10 e 0,10-0,20 m. SANTOS et al. (1995) observaram, na mesma classe de solo, diferenças para valor de pH somente para a seqüência aveia branca/soja, cevada/soja e ervilhaca/milho, na qual o PCD (5,73 e 5,63) foi superior ao PD (5,40 e 5,40), nas camadas 0-0,05 cm e 0,05-0,10 m respectivamente. O valor de pH aumentou da camada 0-0,05 cm para a camada 0,15-0,20 m.

O valor de Al trocável de solo (Tabela 3), em todos os SMSs e em todas as profundidades, foi maior após treze anos, em relação a 1993 (Tabela 1). O teor de Al variou inversamente com o pH em todos os SMSs. Observou-se, nesse caso, que a calagem realizada em 1985 perdeu o efeito residual. Nas camadas 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m, sob PD houve valor maior de Al do que em PCD, PCA e CM. Em FST, ocorreu o maior valor de Al trocável, em relação a todos os SMSs estudados, nas camadas 0-0,05 m a 0,15-0,20 m, em razão da natureza ácida do Latossolo. SANTOS et al. (1995) observaram diferenças para valor de Al em dois sistemas de rotação de culturas que incluíam cevada, soja, ervilhaca, milho e aveia branca, em que o valor de Al do PCD (1,2 e 1,8 mmol_c dm^-3) foi superior ao do PD (0,0 e 0,0 mmol_c dm^-3), na camada 0-0,05 m. SILVEIRA e STONE (2001), em Latossolo Vermelho perférrico, verificaram que o valor de Al trocável sob PD (2,4 mmol_c dm^-3) foi mais elevado do que sob PCA (1,9 mmol_c dm^-3), na camada 0-10 cm. Em dois dos quatro SMSs, houve diferenças quanto ao valor de Al, em todas as camadas estudadas. O valor de Al trocável da camada 0-0,05 m foi menor, em relação à camada 0,10-0,15 m, no PD e no CM.

Os teores de Ca e de Mg trocáveis do solo observados em todas as camadas (Tabelas 4 e 5) são considerados elevados para o crescimento e desenvolvimento das culturas tradicionais da região (SBCS, 2004). Entretanto, esses valores foram menores que os observados, em 1993 (Tabela 1). A acidez do solo da área experimental havia sido corrigida com calcário dolomítico vinte e um anos antes desta avaliação. Na camada 0-0,05 m, em PD o teor de Ca foi maior do que em PCD e PCA, porém, na camada 0,05-0,10 m ocorreu o inverso. Na camada 0,10-0,15 m, em PCD o teor de Ca foi mais elevado do que em PD e PCA (Tabela 2). Por sua vez, o CM foi superior no teor de Ca, em relação ao PD, nas camadas 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m. Em todas as camadas estudadas, o teor de Ca e de Mg de todos os SMSs foi maior do que da FST (Tabela 3 e 4). Na camada 0-0,05 m, o teor de Mg sob PD foi maior do que nos demais SMSs, porém nas camadas 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m, PCD e PCA foram superiores ao PD e ao CM. Os teores de Ca e de Mg diminuíram da camada 0-0,05 cm para a camada 0,10-0,15 m no PD e no CM. Ciotta et al. (2002), em Latossolo Bruno álico, verificaram concentrações variáveis de Ca (de 36 para 17 mmol_c dm^-3) e Mg trocáveis (de 12 para 47 mmol_c dm^-3) na superfície de solo, no PD, enquanto no perfil do solo no PCD os teores foram praticamente uniformes, para 0,15-0,20 m (Ca: 17 e 18; e Mg: 5 e 5 mmol_c dm^-3).

O nível de matéria orgânica do solo - MOS (Tabela 4), nas duas primeiras camadas, no PD e no CM, foi superior ao registrado treze anos antes, em 1993 (Tabela 1). Nos SMSs, destacou-se o PD, sistema no qual tem sido observado acúmulo de MOS na camada superficial do solo, indicando que essa prática de manejo de solo pode contribuir para o aumento do nível de MOS, e, conseqüentemente, da fertilidade de solo. Nessa avaliação, o nível de MOS no PD não foi estatisticamente diferente da FST, revelando a eficiência do sistema PD em acumular carbono, assemelhando-se à floresta subtropical. No PD, o nível mais elevado de MOS ocorreu na camada superficial e, conseqüentemente, maior concentração de substâncias húmicas solúveis (SALET, 1994). Esse resultado sugere que o PD contribui para a manutenção da MOS na superfície e, após vários anos, provavelmente, para o aumento da capacidade de suprimento de N do solo (BAYER et al., 2000) que é o nutriente mais limitante ao rendimento de grãos para gramíneas. O PD foi superior a todos os demais SMSs estudados para nível de MOS, na camada 0-0,05 m,. o que pode beneficiar, por exemplo, o maior rendimento de grãos de milho, soja e trigo, sob plantio direto em relação aos preparo convencionais de solo, por disponibilizar nutrientes, na camada de maior absorção pelas raízes das plantas. SANTOS et al. (1995) verificaram nível de MOS maior no PD (31 a 35g kg^-1), em relação ao PCD (27 a 28g kg^-1), na camada 0-0,05 m. DE MARIA et al. (1999), em Latosssolo Vermelho, observaram nível de MOS superior no PD (43g kg^-1), em comparação ao CM (40g kg^-1) e ao PCD (38g kg^-1), na camada 0-0,05 m.

Houve diferenças no nível de MOS entre as profundidades no PD e no CM, decrescendo progressivamente da camada 0-0,05 m para a camada 0,15-0,20 m. Na FST, isso foi verdadeiro até a camada 0,10-0,15 m. A manutenção do nível de MOS na camada superficial de solo em valores mais elevados, principalmente nos sistemas conservacionistas, decorre do acúmulo de resíduos vegetais sobre a superfície de solo sob PD, em virtude da ausência de incorporação física realizada pelo revolvimento de solo, o que diminui a taxa de mineralização no PD.

O teor de P extraível do solo, em todas as camadas e em todos os SMSs, foi superior ao valor considerado crítico (9,0mg kg^-1, de acordo com Sbcs (2004) nessa classe de solo para crescimento e desenvolvimento de culturas tradicionais (Tabela 4). O teor de P observado na avaliação de 2005, em todas camadas e em SMSs, foi mais elevado que o teor avaliado em 1993 (Tabela 1). Provavelmente, esse fato foi decorrente da acumulação resultante da aplicação superficial desse nutriente duas vezes ao ano. O PD e o CM foram superiores ao PCD e ao PCA, para teor de P, nas camadas 0-0,05 m e 0,05-0,10 m, sendo também verdadeiro, para PD, em comparação ao CM, na camada 0-0,05 m. Esse acúmulo de P extraível na camada superficial do solo nos sistemas conservacionista tem sido mais benéfico do que nos sistemas de preparo convencionais de solo, por estar mais prontamente disponível na camada de maior absorção de nutrientes pelas raízes das plantas. Em todos os SMSs o teor de P foi maior do que em FST, em todas camadas estudadas. Dados similares foram obtidos por SANTOS et al. (1995), na comparação do PD (26 a 39 mg kg^-1) com PCD (17 a 18 mg kg^-1); por DE MARIA et al. (1999), na comparação do PD (35 mg kg^-1) com CM (28 mg kg^-1) e com PCD (28 mg kg^-1); e por MATOWO et al. (1999), comparando PD (60 a 88 mg kg^-1) com CM (47 a 55 mg kg^-1), na camada 0-5 cm. Desse modo, os sistemas conservacionistas provocaram alterações nas propriedades químicas de solo, as quais, por sua vez, refletem-se na fertilidade e na eficiência de uso de nutrientes pelas espécies (SÁ, 1993).

O acúmulo de P nas camadas mais próximas à superfície nos sistemas de manejo conservacionistas decorre da mínima mobilização de solo por ocasião da distribuição de sementes e de fertilizantes e da baixa mobilidade desse nutriente no solo. Os SMSs estudados diferiram quanto ao teor de P, na maioria das profundidades estudadas, diminuindo da camada 0-0,05 cm para a camada 0,15-0,20 m. Esse comportamento foi mais evidente no PD do que no CM, determinando diferenças no teor de P extraído, na camada 0-0,05 m, de 1,7 a 3,2 vezes superiores em relação à camada 0,15-0,20 m. Resultados semelhantes de acúmulo de P no PD foram registrados, na camada 0-0,05 m (291 mg kg^-1), em relação à camada 0,15-0,20 m (19 mg kg^-1) por BAYER e BERTOL, 1999. Além disso, em áreas sob longo período de PD, a adição sucessiva de fertilizantes fosfatados, associada à intensa atividade microbiana na camada superficial de solo coberto por resíduos vegetais, pode favorecer o carreamento vertical desse nutriente pelo movimento de compostos orgânicos de P no perfil de solo (DICK, 1983). Segundo SIDIRAS e PAVAN (1985), o acúmulo de P próximo à superfície do solo decorre das aplicações anuais de fertilizantes fosfatados, da liberação de P durante a decomposição dos resíduos vegetais e da menor fixação de P, em razão do menor contato desse elemento com os constituintes inorgânicos de solo, visto que sob PD não há incorporação de resíduos vegetais pelo do revolvimento de solo.

O teor de K disponível, em todas camadas e em todos SMSs (Tabela 5), foi superior ao valor considerado crítico (80 mmol_c dm^-3, de acordo com SBCS, 2004) para crescimento e desenvolvimento das culturas tradicionais. O teor de K, em todas as camadas e no PD, PCD e PCA, foi mais elevado que o teor avaliado em 1993 (Tabela 1). Em SMSs, em todas as camadas estudadas, o teor de K foi superior ao da FST. Além disso, sob PD o teor de K trocável, na camada 0-0,05 m, foi maior que do PCD. Da mesma forma, para o teor de P extraível, o acúmulo de K trocável na camada superficial sob plantio direto tem sido mais benéfico na nutrição das espécies em estudo do que na camada 0,10 a 0,20 m, dos sistemas de preparo convencionais de solo.

Nos resultados verificados por DE MARIA et al. (1999), em PD (23 mmol_c dm^-3) e CM (22 mmol_c dm^-3) ocorreu maior teor de K em relação ao PCD (17 mmol_c dm^-3). Houve diferença significativa do teor de K, na maioria das profundidades estudadas, diminuindo o valor da camada 0-0,05 m para a camada mais profunda (0,15-0,20 m). Essa tendência foi mais evidente no PD do que no CM, ou seja, o teor de K foi 1,2 a 1,5 vezes superior, na camada 0-0,05 m, em comparação à camada 0,15-0,20 m. Nos sistemas conservacionistas, os fertilizantes à base de K são depositados na superfície ou na linha de semeadura. Além disso, os resíduos vegetais são deixados na superfície, o que permite que esse elemento se acumule na camada superficial do solo. No PD e CM também pode haver perdas de menores quantidades desse nutriente por erosão, comparativamente aos sistemas desprovidos de cobertura de palha, conforme constataram HERNANI et al. (1999).

O nível de carbono orgânico (C) diferiu significativamente entre os SMSs, nas camadas 0-0,05 e 0,05-0,10 m (Tabela 5). No PD o teor de C foi superior aos demais SMSs e à FST, na camada 0-0,05 m. Além disso, PD foi superior a FST, nas camadas 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m. Por sua vez, o teor de C em CM foi mais elevado do que em PCD e PCA, na camada 0-0,05 m. Por outro lado, PCD e PCA foram superiores para teor de C, em comparação a FST, nas camadas 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m. No tratamento CM, ocorreu maior teor de C do que em FST, nas camadas 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m.

BERTOL et al. (2004), comparando SMSs, obteve teor de C de 27% no PD e 54% no campo nativo, em relação ao PCD, na camada 0-0,10 m. A explicação da diferença entre SMSs é que, nos sistemas de preparo convencionais de solo, a intensa mobilização do solo promove rápida diminuição da matéria orgânica e como conseqüência, aumenta a emissão de CO₂, quando comparado com os sistemas conservacionistas (BAYER et al., 2000). Observa-se ainda que, PD e CM superaram a FST para o nível de carbono orgânico, na maioria das camadas estudadas. Segundo CORAZZA et al. (1999), existe a possibilidade de o PD promover aumento do teor de carbono, contribuindo assim para o seqüestro de C atmosférico, ao contrário dos sistemas de preparo convencionais que, com revolvimento sistemático do solo, tendem a atuar em sentido oposto. Houve acúmulo de carbono, na camada 0-0,05 m, em comparação à camada 0,15-0,20 m, no PD. Assim, o PD funcionou proporcionou maior acúmulo C no solo.

De acordo com CORAZZA et al. (1999), os sistemas não perturbados com pastagem cultivada, reflorestamento de eucalipto e lavoura em rotação sob PD foram superiores para nível de carbono, em relação à vegetação típica de cerrado ou lavoura sob preparo convencional de solo com arado de discos e com grade pesada (sistemas perturbados), na camada 0-1 m. Segundo LAL et al. (1995), a ocupação do solo por atividade com reduzida intensidade de preparo ou mesmo sem preparo indica que podem ocorrer recuperação e até mesmo acumulação de C superior à verificada em vegetação nativa. Além disso, uma estratégia econômica e ambientalmente sustentável para adicionar N, e conseqüentemente C no solo, é a utilização de leguminosas em sistemas de rotação de culturas.

Sistemas de rotação de culturas (SRCs)

Os valores de pH em água, Ca, Mg e K trocáveis e de P extraível, e o teor de matéria orgânica (MOS), em todas as camadas e nos SRCs, em 2005, foram menores do que os valores avaliados, enquanto para o teor de Al trocável ocorreu o inverso, em 1993 (Tabela 2). Nos sistemas de SRCs estudados, os valores de pH, Ca, Mg e K trocáveis, P extraível e C foram maiores que os da FST, ao passo que para os valores de Al trocável ocorreu o inverso (tabelas 6 e 7). Por outro lado, o valor de MOS no sistema III foi maior que nos sistemas I e II, na camada 0-0,05 m. Não houve diferença significativa entre os valores de Al, Ca, Mg e K trocáveis e C, nos diferentes SRCs. Esse fato revela que as seqüências de espécies componentes dos SRCs não promoveram alterações na concentração desses nutrientes no solo. No sistema I (trigo/soja), nas camadas 0-0,05 e 0,05-0,10 m, ocorreu valor menor de pH (Tabela 6), em relação ao sistema III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja). Além disso, o sistema III foi superior ao sistema II (trigo/soja, ervilhaca/milho), na camada 0-5 cm. No sistema III, o teor de carbono orgânico (Tabela 6) foi mais elevado do que nos sistemas I e II, na camada 0,05-0,10 m. Em parte, pode ser decorrente da utilização de leguminosas como cobertura de solo, no inverno, e de adubação verde, no verão, no milho ou sorgo. Por sua vez, o teor de P, do sistema I, foi maior, em comparação ao sistema II, nas camadas 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m (Tabela 7). Esse fato também foi verificado entre o sistema I e o sistema III, nas camadas 0,05-0,10 m, para o teor de P extraível. Essa diferença entre os SRCs pode ser explicada, em parte, pelo fato de a ervilhaca ser estabelecida como cultura de cobertura de solo, sem aplicação de adubação de manutenção. Santos e Tomm (1999) verificaram diferenças no teor de P em monocultura trigo/soja (12 mg kg^-1), na camada 0 a 0,05 m, sob PD, em comparação aos SRCs: trigo/soja e aveia branca/soja (6 mg kg^-1); trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja (7 mg kg^-1); e, trigo/soja, ervilhaca/milho, cevada/soja e aveia branca/soja (7 mg kg^-1). Em FST o nível de MOS foi maior do que nos sistemas I e II, na camada 0-0,05 m.

Nos sistemas II e III e na FST, os níveis de MOS e os teores de P e de K diminuíram da camada 0 - 5 cm para a camada 0,10-0,15 m (Tabela 7). Também foi verdadeiro para o teor de Ca e de Mg, no sistema III, revelando que em sistemas naturais sob floresta também ocorre acúmulo de macronutrientes na superfície do solo (Tabela 6). Acúmulos similares de P e de K na camada 0 a 0,05 m, em relação à camada 0,15 a 0,20 m, foram relatados por MATOWO et al. (1999) e SANTOS e TOMM (1998, 1999). SANTOS et al. (1995) e SANTOS e TOMM (1998, 1999) em SRCs, sob PD, que os níveis de MOS decresceram progressivamente da camada 0-0,05 m para a camada 0,15-0,20 m. No sistema II e na FST, o valor de pH aumentou da camada 0-0,05 m para camada 0,10-0,15 m. Igualmente, foi verdadeiro para o teor de Al, nos sistemas I e III. Os valores de pH, Al, Ca e Mg refletem diferenças na distribuição de calcário na camada arável, em função dos SRCs. Os valores de MOS, P e K refletem as diferenças de seu acúmulo na superfície da camada arável, em razão da diferença no modo de revolvimento de solo dos distintos SMSs. Os resultados observados comprovam o efeito benéfico da rotação de culturas na ciclagem e na distribuição de nutrientes no solo. Ao se compararem os valores dos atributos químicos dos SRCs com os da FST, verificou-se que o uso do solo com agricultura induz alterações relevantes na quantidade de nutrientes e nos níveis de matéria orgânica, e esses aumentos evidenciaram que, no PD, a MOS é mais preservada. Bayer et al. (2000), estudando sistemas de rotação de culturas para milho, não observaram diferenças entre os tratamentos para o teor de C do solo. Porém, o teor de C nos SRCs foi maior do que na FST. Por outro lado, os SRCs aumentaram o teor de C do solo da camada 0-0,05 m para a camada 0,05-0,10 m.

4. CONCLUSÕES

1. No plantio direto houve acúmulo de matéria orgânica, fósforo extraível e potássio trocável, na camada 0-0,05 m.

2. Não houve diferença no teor de matéria orgânica entre o plantio direto e com floresta subtropical. Na camada 0-0,05 cm o teor de matéria orgânica da rotação III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/ soja) foi igual ao da floresta subtropical. O teor de carbono orgânico foi mais elevado sob plantio direto em relação aos demais sistemas de manejo de solo e a floresta subtropical, nas camadas 0-0,05 e 0,05-0,10 m.

3. O teor de matéria orgânica e os teores de fósforo e de potássio diminuíram progressivamente da camada 0-0,05 m para a camada 0,15-0,20 m no plantio direto e nos sistemas de rotação de culturas II (trigo/soja, ervilhaca/milho) e III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja).

4. Na floresta subtropical, observaram-se menor valor de pH e teores de cálcio, fósforo e potássio, e maior teor de Al em relação aos sistemas de manejo do solo e aos sistemas de rotação de culturas.

Recebido para publicação em 12 de dezembro de 2006 e aceito em 28 de setembro de 2007.

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Autor correspondente

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Jul 2008
• Data do Fascículo
  2008

Histórico

• Recebido
  12 Dez 2006