Plantio direto e rotação de culturas com leguminosas

Uma excelente combinação para promover o incremento da capacidade produtiva do solo.

Telmo J. C. Amado Professor do Departamento de Solos, CCR, UFSM, Santa Maria, RS. e-mail: tamado@creta.ccr.ufsm.br. João Mielniczuk Professor Titular e orientador, UFRGS, Porto Alegre, RS.

Resumo interpretativo

A erosão hídrica, no Sul do Brasil, é um dos principais problemas da agricultura realizada com preparo convencional. Preparos conservacionistas e culturas de cobertura são importantes estratégias para o controle da erosão e a recuperação da fertilidade de solos degradados. A utilização de leguminosas no programa de rotação de culturas associado ao plantio direto foi eficiente em aumentar as reservas de N do solo proporcionando gradual incremento da capacidade de suprimento deste nutriente. A ervilhaca, sem adição de N mineral, foi capaz de atender a 2/3 do requerimento de N do milho necessário para atingir o máximo rendimento.

Introdução

O uso do preparo convencional, nos Estados do Sul do Brasil, resultou em severa erosão hídrica, notadamente durante as décadas de 70 e 80. Quando este sistema é utilizado em terrenos declivosos e sem práticas complementares de controle da erosão, acima de 20 toneladas de solo podem ser perdidas para cada tonelada de grãos colhida (Eltz et al., 1984). Esta situação tem mudado nos últimos quinze anos com a adoção do plantio direto e culturas de cobertura usadas em sucessão ao milho e a soja. O milho é uma das principais culturas no Sul do Brasil, porém o rendimento médio do Rio Grande do Sul, por exemplo, é de 2,87 t ha-1 sendo limitado principalmente pela baixa quantidade de fertilizante nitrogenado mineral utilizado. Os preparos conservacionistas associados ao uso de culturas de cobertura são importantes estratégias de manejo do solo, proporcionando, a curto prazo, o controle da erosão e, a médio/longo prazo, o incremento das reservas de carbono e nitrogênio, com reflexos positivos na capacidade produtiva do solo (Ebelhar et al., 1984; Frye et al., 1985; Wood et al., 1991; Amado et al., 1998). A maioria das pesquisas conduzidas a respeito destes tópicos tem sido realizadas em condições de clima temperado. Ainda existe uma carência de informações sobre o efeito do uso de longo tempo de sistema de preparo e culturas sobre a qualidade do solo em condições de clima subtropical e tropical. O objetivo deste estudo foi o de avaliar, sob condições subtropicais, o impacto de sistemas de preparo e cultura, utilizadas por dez anos, sobre as reservas de N do solo e o rendimento do milho.

Procedimentos Experimentais

Utilizou-se um experimento de longa duração, estabelecido em 1985, em um solo degradado da Depressão Central do RS (Eldorado do Sul). O solo do local foi classificado como um Podzólico Vermelho escuro, distrófico, com baixo conteúdo de matéria orgânica e textura franco-argilosa. O clima da região é subtropical com verão quente úmido classificado como “cfa” de Koeppen (Bayer, 1992). A média anual de precipitação é de 1400 mm, a média mensal de temperatura mínima é 14°C e máxima 25°C.

Figura 1. Quantidade de N adicionado/reciclado pela parte aérea das culturas de cobertura durante nove meses (1985-1994).

O delineamento experimental usado foi de parcelas subsubdivididas com três repetições. As parcelas principais selecionadas foram: sistemas de preparo, com diferente intensidade de mobilização, convencional (aração+gradagem) e direto. As subsubparcelas foram: sistemas de cultura, com diferente quantidade e qualidade de aporte de resíduos, aveia/milho, aveia+ervilhaca/milho e aveia+ervilhaca/milho+caupi. As subsubparcelas foram taxas de N mineral (0 e 120 kg ha-1 N) aplicadas no milho. Na implantação do experimento utilizou-se o trevo subterrâneo, como leguminosa de inverno, a partir de 1990 este foi substituído pela ervilhaca.

Figura 2. Quantidade de N total armazenada no solo em sistemas de preparo e cultura transcorridos nove anos da implantação.

Com o objetivo de avaliar o efeito do uso de longo prazo de sistemas de preparo e cultura foram feitas, em 1995, algumas modificações na condução do experimento. O tratamento com histórico de aveia+ervilhaca foi substituído pelo cultivo isolado de ervilhaca. Neste ano, as subsubparcelas onde foi cultivado o milho, foram divididas em quatro tratamentos com N: a) solo descoberto sem N mineral; b) resíduos das culturas de cobertura (palhada) sem N mineral; c) resíduos das culturas de cobertura + 90 kg ha-1 de N; d) resíduos das culturas de cobertura + 180 kg ha-1 de N. O fertilizante nitrogenado utilizado foi a uréia, aplicada na superfície do solo ao lado da linha de milho, em condições favoráveis de umidade. As doses foram divididas em: plantio, 25 e 43 dias após a emergência do milho. O híbrido de milho usado neste experimento foi o Pioneer 3069 com estande de plantas ajustado para 55.000 plantas ha-1. A irrigação suplementar foi controlada pelo uso de tensiômetros. O nitrogênio total no solo foi determinado em 1994 por amostragem das seguintes profundidades: 0 a 2,5; 2,5-5,0; 5,0-7,5; 7,5-12,5; 12,5-17,5; 17,5-30,0 cm. A produção de fitomassa e concentração de N das culturas de cobertura em 1995 foi avaliada imediatamente antes do preparo através de amostragem de 1,0 m 2. A produção de matéria seca e absorção de N do milho foi avaliada no estágio de crescimento 6 (Hanway, 1963). O rendimento de milho foi avaliado em uma área de 6,30 m2 e os resultados expressos com base em 13% de umidade. A concentração de N no solo e culturas foi determinada por digestão micro-kjedahl (Tedesco et al., 1985). Maiores detalhes experimentais encontram-se descritos em Amado (1997). Análise estatística foi feita pelo SAS e as diferenças entre as médias pelo LSD.

Principais Resultados e Comentários

Efeito do uso de sistemas de preparo e cultura, durante nove anos, nas reservas de N no solo. A adição de N pela parte aérea de culturas de cobertura durante nove anos foi estimada com base em dados coletados por vários outros pesquisadores na mesma área experimental. No sistema de cultura de cobertura com presença de duas leguminosas ano-1 estimou-se uma adição de N via resíduos (palhada) três vezes superior aquela verificada em sistema de cultura constituído só de gramíneas (Figura 1). A maior parte desta diferença na adição de N pode ser atribuída a fixação biológica de N2-atmosférico pelas leguminosas. No sistema com uso exclusivo de gramíneas verifica-se apenas a reciclagem do N mineralizado da matéria orgânica durante a estação de crescimento da cultura de cobertura, que no caso deste solo Podzólico apresenta baixo valor (30 kg ha-1). O N adicionado pelas culturas de cobertura durante os nove anos foi semelhante entre os sistemas de preparo (Bayer, 1992). Na Figura 2 é apresentado o N total armazenado no solo. Com o objetivo de simplificar a interpretação dos resultados obtidos, somente serão apresentados os tratamentos contrastantes aveia/milho em preparo convencional e aveia+ervilhaca/milho+caupi em plantio direto. A comparação entre o sistema de preparo convencional composto por gramíneas com o sistema de plantio direto composto por leguminosas revela uma acumulação, em favor do último, de 890 kg ha-1 N na camada de 0-30 cm, após nove anos. Estes resultados foram obtidos em parcelas sem adição de N mineral. Os resultados obtidos indicam que a associação do plantio direto com o uso de leguminosas é eficiente estratégia para recuperar o teor de N total de solos degradados.

Efeito do histórico de uso de sistemas de cultura na absorção de N e rendimento do milho.

O uso da subparcela na qual o solo foi mantido descoberto e sem adição de N mineral permite avaliar o potencial de mineralização do N do solo. O uso de longo tempo de leguminosas como cultura de cobertura, independente do sistema de preparo, aumentou a absorção de N pelo milho em 10,7 kg ha-1 quando comparado ao sistema composto só por gramíneas (aveia/milho) (Figura 3). Este incremento foi associado ao aumento no tamanho do “pool” de N do solo. McCraken et al. (1989) após 10 anos de experimentação nos USA, utilizando metodologia semelhante a deste experimento, estimou que o efeito residual da ervilhaca aumentou em 28,0 kg ha-1 a absorção de N pelo milho.

Figura 3. Quantidade de N absorvido pelo milho em sucessão de culturas de cobertura e sem adição de N mineral.

O rendimento de milho também foi significativamente influenciado pelo histórico de uso de culturas de cobertura. O sistema de cultura influenciou positivamente o rendimento do milho, assim o efeito residual do uso de leguminosas proporcionou um incremento de 0,55 t ha-1 quando comparado ao sistema constituído só de gramíneas (Figura 4). Este aumento do rendimento do milho pode ser creditado principalmente ao incremento da disponibilidade de N do solo pelo uso por vários anos de leguminosas. Também não devem ser desconsiderados outras melhorias na qualidade do solo, notadamente características físicas e biológicas que contribuem para o aumento da capacidade produtiva do solo.

Figura 4. Rendimento do milho influenciado pelo histórico de uso de culturas de cobertura. Resultados obtidos em parcelas mantidas descobertas e sem adiçào de N mineral.

Equivalência em fertilizante nitrogenado das culturas de cobertura.

A produção de matéria seca e o conteúdo de N nas culturas de cobertura em 1995 é apresentado na Tabela 1. As culturas de cobertura que incluíam gramíneas apresentaram a maior produção de matéria seca, enquanto os sistemas de cultura com leguminosas o maior conteúdo de N na fitomassa.

Tabela 1. Matéria seca, conteúdo de N e relação C:N das culturas de cobertura

Culturas de cobertura

Matéria seca

Conteúdo de N

Relação C:N

--- ton. ha-1 ---

--- kg ha-1 ---

Aveia preta

5,13

42,3

49

Ervilhaca

3,87

110,0

14

Aveia + ervilhaca

6,20

106,6

23

Uma estimativa da contribuição do N das leguminosas ao milho pode ser feita através da equivalência em adubação nitrogenada mineral. Este valor pode ser obtido através da quantidade de N mineral (fertilizante) requerido pelo milho cultivado em sucessão a uma gramínea ou pousio para obter o mesmo rendimento do milho cultivado após uma leguminosa sem adubação mineral (Hoyt & Hargrove, 1986; Hargrove, 1986). Embora este método tenha algumas limitações (Hesterman et al., 1987; Frye et al., 1988; Reeves, 1994), ele é prático e pode prover valiosa informação. A equivalência em N (usando a aveia como referência) foi estimada em 38 e 55 kg ha-1, respectivamente, para os resíduos de aveia+ervilhaca e ervilhaca (Figura 5). O N fornecido ao milho pelas leguminosas foi devido a um efeito combinado de aumento do potencial de mineralização do N do solo e do N proveniente diretamente da decomposição dos resíduos deixados sobre a superfície do solo. A maior equivalência em N mineral da ervilhaca, estimada em 122 kg ha-1 de uréia, provavelmente foi devida a menor relação C/N (14:1) dos resíduos desta leguminosa quando comparado a relação C:N (23:1) da consorciação aveia+ervilhaca (Tabela 1).Quando leguminosas foram utilizadas como culturas de cobertura o rendimento do milho, na ausência da adubação nitrogenada, foi superior ao obtido em sucessão a aveia. Além disto, a dose de 90 kg ha-1 de N já foi suficiente para obter rendimento de milho próximo do teto experimental, enquanto em sucessão a aveia houve resposta até a dose de 180 kg ha-1 de N.

Figura 5. Equivalência em N mineral das culturas de cobertura.

No sistema ervilhaca/milho, a leguminosa, sem adição de N mineral foi capaz de prover 2/3 do requerimento de N do milho para atingir o máximo rendimento. Resultados semelhantes tem sido reportado por muitos outros pesquisadores (McVay et al., 1989; Mitchell & Tell, 1977; Fleming et al., 1981; Frye et al., 1985). Utilizando-se a absorção de N pelo milho em solo coberto com resíduos e descontando a absorção de N pelo milho em solo descoberto e dividindo este valor pelo N existente na biomassa da ervilhaca obtem-se uma estimativa de recuperação pelo milho de 33,3 % do N da fitomassa da ervilhaca. Este valor está próximo ao obtido em experimentos conduzidos com a técnica de N marcado nos USA (Varco et al., 1989).

Conclusão

A utilização de leguminosas, por longo tempo, associado ao sistema de plantio direto foi eficiente estratégia em aumentar as reservas de N e a capacidade produtiva do solo em condições de clima subtropical.

Referências bibliográficas

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