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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDONÓPOLIS INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL
PRODUÇÃO, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE FITOMASSA EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE
SOJA SOB PLANTIO DIRETO
BACHAREL EM ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL
JHONATTAN DE PÁDUA NEVES RIBEIRO
Rondonópolis, MT – 2019
PRODUÇÃO, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE FITOMASSA EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE
SOJA SOB PLANTIO DIRETO
por
Jhonattan de Pádua Neves Ribeiro
Monografia apresentada à Universidade Federal de Mato Grosso como parte
dos requisitos do Curso de Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental
para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Agrícola e Ambiental.
Orientador: Profº. Dr. Leandro Pereira Pacheco
Rondonópolis, Mato Grosso – Brasil
2019
DEDICATÓRIA
Dedico esse trabalho ao meu avô, Oclecídio Cecílio Neves (in memoriam),
que sempre me apoiou e sonhou em ver esse momento. Sua lembrança me
inspira, você é meu exemplo de honestidade, caráter, honradez e integridade.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por sempre estar presente em minha
vida, me protegendo, guiando e abençoando para que eu pudesse atingir mais
esse objetivo.
A minha mãe Edna pelo amor incondicional e por estar ao meu lado em
todos os momentos da minha vida.
A todos meus familiares, pelo apoio e por me conduzir por caminhos do
bem e pelos ensinamentos valiosos que estarão comigo em todas as situações.
Ao meu orientador Prof. Dr. Leandro Pereira Pacheco por ter me
concedido a oportunidade de fazer parte do projeto de pesquisa, pela orientação,
paciência, pelo grande exemplo de profissionalismo e pelos ensinamentos e
aconselhamentos extremamente valiosos.
Aos meus colegas Mestres Andressa Dalla Côrt, Juliana Andrade e Ícaro
Camargo pelas ajudas e orientações durante minha participação no projeto de
pesquisa.
Aos meus amigos e colegas de projeto que nunca mediram esforços e
que tenho imensa gratidão pelo companheirismo.
A todos meus amigos que estiveram presentes durante o período de
graduação, tanto em atividades curriculares quanto extracurriculares, cada um
de sua maneira compartilhando de bons momentos de aprendizagem e
descontração.
À Universidade Federal de Rondonópolis, todos os professores e
funcionários, pelos ensinamentos e proporcionarem as melhores condições
possíveis para conclusão dessa etapa.
A Nerisa Arthman pela oportunidade de estágio na sua empresa, minha
primeira experiência profissional na área. E ainda agradeço a toda sua família
pelo acolhimento e amizade.
Por fim, sou grato a todos que direta ou indiretamente participaram e
contribuíram com a minha formação.
RESUMO
A busca da produção de fitomassa para melhorar a produtividade da soja,
fomenta estudos que apontem qual cultura é mais apropriada para obter maior
produtividade. A referida pesquisa buscou avaliar o fluxo de produção e
decomposição de fitomassa no florescimento e senescência de culturas
graníferas e de cobertura durante a entressafra, e seus efeitos na produtividade
na cultura da soja em sucessão. O experimento foi conduzido durante o ano
agrícola de 2016/17, sendo o terceiro ano de condução, na Estação Experimental
da Universidade Federal de Rondonópolis – MT em Latossolo Vermelho
distrófico, implantado em delineamento de blocos casualizados, com nove
tratamentos e quatro repetições sendo S1: Pousio PD; S2: Pousio PC; S3: C.
spectabilis; S4: Milho+C. spectabilis; S5: P. glaucum; S6: U. ruziziensis; S7:
Girassol+U. ruziziensis; S8: V. unguiculata; S9: Milho+U. ruziziensis. Os
resultados relacionados à parte aérea das culturas de cobertura e da soja foram
submetidos à análise de variância e, quando significativos, nos dados
qualitativos utilizou-se o teste Scott-Knott a 5% de probabilidade por meio do
software SISVAR. Já os dados quantitativos foram ajustados em equações, com
auxílio do software SIGMA PLOT 10.0. Os sistemas de produção apresentaram
efeitos significativos para todas as variáveis analisadas na segunda safra do ano
agrícola de 2016/17. Os consórcios de milho + C. spectabilis e milho + U.
ruziziensis apresentam maior tempo de meia vida, consequentemente, menor
taxa de decomposição. Os sistemas de produção que apresentaram acréscimo
na produtividade de grãos de soja foram C. spectabilis, Milho + C. spectabilis e
Girassol + U. ruziziensis. O tratamento V. unguiculata apresentou menores
acúmulos de fitomassa, portanto não explica a maior produtividade da soja.
Milho + C. spectabilis apresentou maiores aportes de fitomassa no florescimento
e senescência, menor taxa de decomposição e resultou em maior produtividade
a soja, portanto se destacou em todas variáveis avaliadas.
Palavras-chave: Floração; senescência; fitomassa.
A B S T R A C T
The pursuit of soy production to improve soybean productivity. This research aimed to evaluate the flow of phytomass production and decomposition in the flowering and senescence of grain crops and cover during the off season, and its effects on soybean crop productivity in succession. The experiment was conducted during the agricultural year of 2016/17, being the third year of conduction, in the Experimental Station of the Federal University of Rondonópolis - UFR in Dystrophic Red Latosol, implanted in a randomized block design, with nine treatments and four repetitions being S1 : Pousio PD; S2: Fallowing PC; S3: C. spectabilis; S4: Corn + C. spectabilis; S5: P. glaucum; S6: U. ruziziensis; S7: Sunflower + U. ruziziensis; S8: V. unguiculata; S9: Corn + U. ruziziensis. The results related to the aerial part of the cover crops and the soybean were submitted to analysis of variance and, when significant, in the qualitative data the Scott-Knott test was used at 5% of probability using the software SISVAR (FERREIRA, 2008). The quantitative data were adjusted in equations using the SIGMA PLOT 10.0 software. The production systems had significant effects for all the variables analyzed in the second harvest of the agricultural year of 2016/17. The maize + C. spectabilis and maize + U. ruziziensis consortia present a longer half-life and, consequently, a lower rate of decomposition. The production systems that presented increase in the yield of soybean were C. spectabilis, Milho + C. spectabilis and Girassol + U. ruziziensis. The treatment V. unguiculata presented smaller accumulations of phytomass, so it does not explain the higher yield of soybean. Maize + C. spectabilis presented higher phytomass inputs in flowering and senescence, lower rate of decomposition and resulted in higher soybean yield, so it was highlighted in all evaluated variables.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Caracterização química e textural do Latossolo Vermelho antes da
instalação do experimento................................... Erro! Indicador não definido.
Tabela 2- Caracterização dos sistemas de produção a serem utilizados no ano
agrícola de 2016/17. ......................................................................................... 23
Tabela 3 Produtividade de grãos de soja em sucessão a culturas anuais e de
cobertura nas safras 2016/17. .......................................................................... 30
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Precipitação mensal acumulada e temperaturas médias mínima e
máxima do ar durante a condução do experimento, em Rondonópolis, MT. ... 23
Figura 2- Produção de fitomassa no florescimento e senescencia na safrinha
2016. Sistemas: S1: Pousio PD; S2: Pousio PC; S3: C. spectabilis; S4: Milho+C.
spectabilis; S5: P. glaucum; S6: U. ruziziensis; S7: Girassol+U. ruziziensis; S8:
V. unguiculata; S9: Milho+U. ruziziensis. ......................................................... 27
Figura 3- Acúmulo de fitomassa, decomposição e tempo de meia-vida de
culturas. ............................................................................................................ 29
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................. 12
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................... 14
2.1 Origem e Dispersão da soja ................................................................... 14
2.2 Sistema Convencional ............................................................................ 15
2.3 Sistema Plantio Direto (SPD) .................................................................. 15
2.4 Produção de fitomassa ........................................................................... 17
2.5 Diversificação e consórcio de culturas .................................................... 18
3 MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................. 22
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................ 26
5 CONCLUSÕES .......................................................................................... 31
6 REFERENCIA ............................................................................................ 32
12
1. INTRODUÇÃO
Os sistemas agrícolas com cultivo de soja no Brasil têm destaque mundial,
com uma produção estimada em 118,8 milhões de toneladas na safra 17/18, no
qual a região Centro-Oeste é a maior produtora nacional de soja, com
aproximadamente 53,9 milhões de toneladas na safra 17/18. Responsável por
mais de um quarto da produção brasileira de soja, Mato Grosso atingiu o recorde
na colheita da safra 2017/2018. Segundo dados do Instituto Mato-Grossense de
Economia Agropecuária (IMEA, 2018), a produção do grão no estado totalizou
32,52 milhões de toneladas, e isso exige preocupação quanto ao
desenvolvimento de inovações relacionadas a medidas conservacionistas do
solo (CONAB, 2018).
De forma geral, o atual sistema de produção da cultura da soja apresenta
entraves para impulsionar ainda mais sua produtividade. Um dos obstáculos
para esse aumento é a ausência de rotação de culturas na safra, com a
finalidade de promover incremento de fitomassa, já que os principais produtos
produzidos nessa região são a soja na safra e o milho na safrinha e assim se
torna uma sucessão fixa. Isto ocorre por motivos econômicos, haja vista que o
cultivo de soja na safra tem sido mais rentável e assim, são necessários estudos
que apresentem resultados ao produtor quanto a rotação de culturas na safrinha.
Uma alternativa conservacionista, muito disseminada entre os agricultores
da região Centro-Oeste é o sistema plantio direto (SPD). Este tem como
finalidade promover o mínimo revolvimento das camadas do solo, mantendo sua
estrutura durante o plantio, e garantir sempre a presença de uma cobertura
vegetal sobre o mesmo. Alguns fatores como a quantidade e qualidade dos
resíduos culturais deixados sobre o solo são determinantes para o
desenvolvimento e eficácia desse sistema. As plantas de cobertura a serem
utilizadas devem apresentar alta produção de fitomassa para que seus resíduos
persistam sobre o solo, e assim, diminuir a desagregação de partículas e a
evaporação hídrica, além de promover a ciclagem de nutrientes.
A cobertura vegetal impede que as gotas de chuva, com elevada energia
cinética colidam com o sistema solo, propicia acúmulo de matéria orgânica no
13
solo e o controle de plantas daninhas, o que favorece os atributos físicos,
químicos e biológicos. Entretanto, um questionamento comum entre os
produtores do cerrado mato-grossense, é quanto à quantidade de fitomassa a
ser produzida para atingir os níveis necessários da qualidade do solo, além da
decomposição rápida desses resíduos. Devido a este cenário, recomenda-se
uso de espécies que apresentem uma taxa de decomposição mais lenta,
aumentando a eficiência da cobertura.
A busca da produção de fitomassa para melhorar a produtividade da soja,
fomenta estudos que apontem qual cultura é mais apropriada para obter maior
produtividade, realizando assim trabalhos que busquem avaliar culturas de
cobertura, sua produção de fitomassa e seu desempenho sobre a cultura anual
na produção de grãos (BRANCALIÃO &TOMASI, 2015).
Assim, a referida pesquisa buscou avaliar o fluxo de produção e
decomposição de fitomassa no florescimento e senescência de culturas
graníferas e de cobertura durante a entressafra, e seus efeitos na produtividade
na cultura da soja em sucessão.
14
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Origem e Dispersão da soja
A soja (Glycine max) tem origem no continente asiático, e há relatos
que essa leguminosa era a base alimentar do povo chinês a mais de 5.000 anos.
Atualmente essa cultura dispõe de um papel importante mundialmente, e no
Brasil, ela ganhou destaque na década de 70, com o aumento de áreas
cultivadas e uso de novas tecnologias, que intensificam o ganho de produtividade
(CÂMARA, 2015).
A produção brasileira de grãos tem destaque internacional, sendo um dos
maiores produtores mundiais de grãos. Na safra 2017/18 a sua produção foi de
aproximadamente 232,6 milhões de toneladas e a área plantada em 61,5 milhões
de hectares (CONAB, 2018). As culturas com destaque no cenário nacional de
grãos são a soja na safra e o milho na segunda safra, na qual representam 51%
e 28% do total da produção nacional de grãos, respectivamente.
Atualmente a produção de soja é liderada pelo estado de Mato Grosso
com 31 milhões de toneladas na produção nacional; Paraná com 19 000 milhões
de toneladas, e o Rio Grande do Sul 16 000 milhões de toneladas. Entretanto, a
produção da soja vem se destacando em uma nova fronteira denominada
MATOPIBA (correspondente aos estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e
Bahia) com produção de 11% do cenário nacional (CONAB, 2018).
A cultura da soja apresenta maior destaque em produção e área plantada
devido a vários fatores, e segundo Hirakuri e Lazzarotto (2014), dentre eles estão
o desenvolvimento e estruturação de um sólido mercado internacional com o
comércio de produtos do complexo agroindustrial da soja, importante fonte de
proteína vegetal, geração e oferta de tecnologias, que viabiliza a expansão da
exploração sojícola para diversas regiões do mundo.
A princípio a cultura da soja é caracterizada como monocultura, ou a
sucessão soja/milho, onde ocorre a substituição da cobertura vegetal original,
assim intensifica o desequilíbrio da estrutura física, química e biológica do solo,
o que pode reduzir a produtividade nas demais safras. Quando ainda associado
com uso incorreto de equipamentos de preparo do solo, esses danos aparecem
15
na forma de compactação, erosão e desagregação do solo. Segundo Ambrosi &
Zentner (1991) a manutenção de um sistema produtivo e estável por longo prazo
requer o atendimento de outra necessidade fundamental, que é a proteção do
solo com restos culturais.
2.2 Sistema Convencional
O preparo convencional do solo pode ser definido como o revolvimento
das camadas superficiais para reduzir a compactação superficial, incorporar
insumos agrícolas (fertilizantes e corretivos), promover maior aeração ao solo e
elevar a permeabilidade água. O revolvimento do solo facilita o crescimento
radicular das plantas, além de promover o corte e enterro de plantas
espontâneas que prejudicam a cultura principal na área, auxiliando no controle
de pragas e patógenos do solo (AGEITEC, 2016). Desta forma o sistema
convencional consiste em preparos primário e secundário do solo, onde utiliza-
se uma ou duas arações, seguido de no mínimo duas gradagens, para
destorroamento e nivelamento do solo. O arado efetua o corte, elevação,
inversão e queda das camadas superficiais do solo. A grade atua diminuindo o
tamanho dos torrões na superfície, além de nivelar o terreno.
Quando ocorre o revolvimento do solo a cobertura vegetal que estava
presente na superfície do solo é enterrada na inversão das camadas, deixando
a superfície do solo desprotegida contra agentes externos causadores de
erosão, como a chuva e o vento. Além disso, esse preparo do solo altera os
espaços porosos promovendo maior perda de água, e possui maior tráfego de
maquinário agrícola acarretando na formação de uma camada superficial
compactada.
2.3 Sistema Plantio Direto (SPD)
O sistema plantio direto (SPD) surgiu pelas mãos de agricultores da
Inglaterra e dos Estados Unidos, na década de 50. Foi principalmente graças
16
aos EUA que os agricultores brasileiros buscaram as primeiras informações a
respeito desta prática conservacionista, a melhor forma de adequá-la ao nosso
país, em lavouras de clima tropical e subtropical temperado, e como transferir
todo os processos da maneira mais adequada.
Considerado um dos maiores avanços da agricultura brasileira, o SPD foi
introduzido no sul do país, no estado do Paraná, a partir da década de 70, através
do Instituto de Pesquisa e Experimentação Agropecuária Meridional do
Ministério da Agricultura (IPEAME). Este instituto realizou pesquisas sobre uma
técnica de deposição de sementes e fertilizantes no solo sem revolvimento do
mesmo, representando desta forma o marco inicial do SPD no Brasil
(FEBRAPDP, 2016).
O SPD tem como objetivo o revolvimento mínimo do solo, sempre
mantendo uma cobertura vegetal, rotação de culturas e manejo integrado de
pragas (MIP). Para utilização desta prática, principalmente no Cerrado brasileiro,
deve-se conhecer as espécies de plantas de cobertura quanto a produção de
fitomassa seca e sua taxa de decomposição, que neste caso é o maior entrave
da região do Cerrado, sendo estas características que interferem diretamente na
qualidade do solo (GIOIA et al., 2013).
O SPD ao gerar palhada no solo e trabalhar com culturas que fornecem
melhorias ao sistema, como no caso da utilização de culturas de cobertura,
passa ser considerado uma prática conservacionista capaz de propiciar
benefícios significativos à agricultura. O uso dessas culturas gera vantagens
como redução de custos com fertilizantes, proteção do solo através da palhada,
controle da erosão e ciclagem de nutrientes, muito importante para culturas
principais que são plantadas subsequentes à essas plantas de cobertura na
época da safra. O uso de leguminosas, como o feijão-caupi ou Crotalaria
spectabilis, por formarem associações simbióticas com bactérias fixadoras de
nitrogênio diminuem consideravelmente o uso de fertilizantes nitrogenados, ao
produzir palhada, através da sua decomposição libera N e outros macro e
micronutrientes no solo que posteriormente tornam-se disponíveis para a cultura
da soja (DANTAS et al., 2012).
Os efeitos benéficos da matéria orgânica do solo (MOS) sobre a qualidade
do solo e, consequentemente, sobre a produtividade das culturas envolvem:
redução da variação térmica; maior retenção de água nos períodos de seca;
17
fornecimento de nutrientes para as culturas; aumento da capacidade de troca de
cátions do solo (CTC); e aumento da biomassa e atividade biológica do solo
(ANDREOTTI et al., 2008).
2.4 Produção de fitomassa
No SPD, os restos culturais das diferentes espécies de plantas de
cobertura utilizadas no sistema agrícola são deixados na superfície do solo. Esta
cobertura atua no aspecto da conservação do solo, reduz o impacto causado
pela chuva, diminui as perdas por erosão, ciclagem de nutrientes, maior
infiltração de água no solo e controle de plantas daninhas.
As plantas de cobertura no bioma Cerrado são muito utilizadas na época
de safrinha ou em consórcio com outras culturas. Este bioma apresenta secas
características que se iniciam no período de abril-maio e estendem-se até
setembro-outubro o que dificulta o estabelecimento das plantas de cobertura
(PACHECO et al., 2008). As plantas de inverno, quando atingem a maturidade
fisiológica e entram em senescência, iniciam o processo de decomposição dos
seus resíduos por causa das altas temperaturas do Cerrado, e isso pode deixar
o solo desprotegido e exposto a agentes erosivos no início do período das
chuvas (TORRES et al., 2005).
Para escolher as espécies deve levar em consideração a capacidade de
adaptação da mesma na região, para que estas atendam aos objetivos
desejados, podendo ser produção de fitomassa, aumento na disponibilidade de
nutrientes, cobertura vegetal ou controle de doenças. Para ter eficiência neste
processo e alcançar todos seus benefícios, espera-se uma produção mínima de
6.000 kg ha-1 (ALVARENGA et al., 2001), valor que pode variar de acordo com
as características do clima de cada região.
A cobertura vegetal mais adequada para o solo em cultivos com SPD é
aquela que possua uma taxa de decomposição dos resíduos vegetais compatível
com a manutenção do solo, fornecendo matéria orgânica e posteriormente
18
nutrientes e proteção ao solo por um maior período, de forma a atender a
demanda pela cultura posterior.
2.5 Diversificação e consórcio de culturas
A monocultura ou os sistemas de sucessão de culturas fixas, como soja
na safra e milho safrinha, promovem, a longo tempo, alterações negativas para
o sistema produtivo, que pode contribuir para a diminuição da produtividade,
além de incrementar as condições favoráveis para o desenvolvimento de pragas,
doenças e ervas daninhas. Desta forma, onde há o predomínio da cultura da
soja, é necessário que se faça uso de outras espécies no sistema agrícola, que,
quando cultivada em rotação com a soja, tem a função de trazer benefícios ao
sistema produtivo (GONÇALVES et al., 2007).
Nos últimos tempos, a utilização de cultivos múltiplos com culturas anuais
tem sido muito utilizada pelos produtores. O consócio entre culturas é
caracterizado pelo cultivo simultâneo, em um mesmo local, na qual há a
presença de duas ou mais espécies com diferentes características quanto à sua
arquitetura vegetal, hábitos de crescimento e fisiologia.
A utilização de consórcio apresenta várias vantagens em relação ao
monocultivo, como promover maior estabilidade da produção, melhor utilização
da terra e aumento da produtividade, uso mais eficiente da mão, de obra água e
nutrientes disponível no solo, aumentar o nível de matéria orgânica, além de
disponibilizar mais de uma fonte alimentar e de renda. Para o estado do Mato
Grosso, por exemplo, tal método é fundamental, pois ao longo do ano, o clima é
caracterizado por duas épocas distintas, seca e chuvosa, e assim proporciona o
melhor aproveitamento do uso da água (SOUZA & FIALHO, 2003).
As culturas compartilham dos mesmos recursos ambientais durante
grande parte de seus ciclos, o que leva a forte interatividade entre as espécies
consorciadas e entre elas e o ambiente. A competição ocorre pelos fatores de
crescimento, que é a luz, nutrientes ou água. À medida em que se aumenta a
densidade de plantas, ocorre uma redução de disponibilidade desses fatores
19
para cada indivíduo. Se houver a redução da energia fotossinteticamente ativa
(RAF) disponível, ocorre a limitação de fotossíntese e da energia para
evapotranspiração (TEIXEIRA et al., 2005). Por isso, é necessário que se faça a
implantação correta das cultivares, para que não afete o desenvolvimento e
produção de cada uma. São necessários estudos em que demonstrem o
potencial de culturas de cobertura em se desenvolver com o foco na produção e
acúmulo de fitomassa.
Nesta pesquisa foram implantadas as seguintes cultivares, braquiária
(Urochloa ruziziensis), crotalária (Crotalaria spectabilis), feijão caupi (Vigna
unguiculata), girassol (Helianthus annuus), milheto, (Pennisetum glaucum) e
milho (Zea mays) que são espécies adaptadas a este bioma. Antes de introduzir
estas cultivares, tanto em cultivo solteiro e principalmente em cultivo
consorciado, é necessário que saiba quais as características fisiológicas de cada
uma, isso para evitar, por exemplo, na densidade de plantas, para que uma não
cause o sombreamento sobre a outra e influencie na sua produção, além de
saber também qual a época de semeadura correta para cada espécie.
Para garantir a quantidade de palhada necessária, o plantio de gramíneas
e a utilização da biomassa produzida, em especial as braquiárias, vêm
crescendo a cada ano. Pode se destacar a U. ruziziensis que apesar do seu
hábito de crescimento ser cespitoso (formar touceiras), é considerada uma
planta subereta, por apresentar a base decumbente que produz raízes para
perfilhamento nos nós inferiores. Isso possibilita uma boa cobertura do solo e
quando bem manejada, tem demonstrado ser um capim muito eficiente na
competição com plantas invasoras. Ela é considerada uma espécie de cobertura
com hábito perene, favorece a manutenção da palha ao longo da entressafra até
a semeadura da soja, sendo capaz de suportar as condições edafoclimáticas da
região do Cerrado. É ainda, eficiente na rebrota durante as primeiras chuvas
entre os meses de setembro e outubro (PACHECO et al., 2008; PACHECO et
al., 2011).
Já a leguminosa Crotalaria spectabilis é uma espécie de ampla adaptação
ecológica, recomendada como cultura de cobertura. É uma leguminosa anual,
de crescimento inicial lento. Possui raiz pivotante profunda, podendo romper
camadas compactadas, além de ser uma planta subarbustiva, de porte mediano
20
e ramificada. É adaptada aos climas tropical e subtropical e apresenta bom
comportamento nos diferentes tipos de textura de solo, inclusive nos solos
relativamente pobres em fósforo. É bastante efetiva no impedimento da
multiplicação das populações de nematoides (BARRETO & FERNANDES,
2008). Além disso, essa espécie apresenta uma maior atividade microbiana
presente no sistema, isto devido sua capacidade em promover a fixação
biológica de nitrogênio em simbiose com bactérias presentes no solo, o que
aumenta a atividade microbiológica do solo.
A Vigna unguiculata é uma cultura de verão adaptada ao clima tropical,
tolerante à seca e ao calor, possui rendimento satisfatório em solos ácidos e
solos argilosos, com deficiência de calcário e fósforo (ALCÂNTARA, et al., 1951).
Em regiões que adotam a agricultura tradicional os cultivos são para
subsistência, na qual a disponibilidade de nutrientes à planta, faz com que a
cultura tenha um aumento no desenvolvimento e na produção, refletindo na
permanência do agricultor no campo (PARRY, et al., 2008).
O girassol Helianthus annuus surge como alternativa de novas cultivares
resistentes de alta produtividade oferece opção a mais aos planos de rotação e
sucessão de culturas, diminui a incidência de pragas e doenças, melhora a
estrutura e a fertilidade do solo, devido ao seu sistema radicular pivotante, tendo
eficiência na ciclagem de nutrientes (LEITE, et al., 2007). De acordo com
Brighenti et al. (2008), o fator destaque do girassol em consórcio com forrageiras,
é que as plantas estabelecidas no sistema apresentam porte alto, exercendo
grande pressão de supressão sobre forrageiras e plantas infestantes que
convivem no mesmo local.
A cultura de milheto (Pennisetum glaucum) é uma espécie originária de
regiões semidesérticas da África e da Índia, caracterizadas por baixa
disponibilidade hídrica, elevadas temperaturas e baixa fertilidade do solo. É uma
gramínea anual de verão, cespitosa, de crescimento ereto e que apresenta
excelente produção de perfilhos e vigorosa rebrota, após corte ou pastejo. O
cultivo solteiro do milheto possui um crescimento inicial rápido e, com sua
utilização na safrinha, por ser planta de dias curtos, pode sofrer o estímulo do
fotoperíodo de outono-inverno, ou seja, do aumento das horas de escuro e via
de regra floresce precocemente, antecedendo o fechamento do ciclo, fazendo
21
com que perca parte da fitomassa até a semeadura da soja. Assim, é
recomendado que ele seja introduzido no sistema em consórcios com espécies
de ciclos mais longos (EMBRAPA, 2016).
A produção de milho (Zea mays) na entressafra em sistemas de cultivo
especialmente consorciado com diferentes cultivares proporciona o aumento da
disponibilidade de forragem na estação seca, com qualidade suficiente para
manutenção nutricional dos rebanhos e, até mesmo, para promoção de ganho
de peso animal (Batista, et al., 2011). Além do mais, o produtor se beneficia da
renda com grãos e também dos nutrientes liberados por esta cultura após sua
senescência.
22
3 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado durante o ano agrícola de 2016/17, sendo o
terceiro ano de condução, na Estação Experimental da Universidade Federal de
Rondonópolis – MT (16º27'41.75"S 54º34'52.55"O, altitude de 292 m). O solo da
área é classificado como Latossolo Vermelho distrófico (EMBRAPA, 2014), com
relevo plano.
Para à instalação do experimento foi realizada a limpeza da área,
seguida de aração e gradagem, com retirada de raízes de forma manual. Em
seguida, realizou-se amostragem de solo para caracterização química e textural
(Tabela 1). Em 08/10/2013 foi realizada a calagem (4.000 kg ha-1) com calcário
filler (PRNT: 99,02%) e incorporado com grade aradora e grade niveladora.
Tabela 1. Caracterização química e textural do Latossolo Vermelho antes da
instalação do experimento.
Profundidade pH P K Ca Mg H+Al T V MO Areia Silte Argila
(m) CaCl2 -mg dm-
3- ---------cmolc dm-3------- %
---------------g kg-1-------------
-
0,00-0,10 4,1 5,4 55 0,5 0,2 6,8 7,6 11 17,6 450 125 425
0,10-0,20 4,0 1,4 49 0,2 0,2 7,2 7,6 5,6 19,9 500 100 400
0,20-0,30 4,1 0,2 31 0,3 0,1 6,2 6,7 7,2 13,7 500 100 400
P, fósforo disponível (Mehlich 1); K , Ca e Mg trocáveis; T, capacidade de troca de cátions a
pH 7,0; V, saturação por bases.
O clima da localidade é tropical de savana com estação seca no
outono/inverno e a estação chuvosa, na primavera/verão conforme a
classificação de Köppen é Aw (SOUZA et al., 2013). A precipitação pluvial e
temperaturas máximas e mínimas durante a condução do experimento
encontram-se na Figura 1.
23
Figura 1- Precipitação mensal acumulada e temperaturas médias mínima e máxima do ar
durante a condução do experimento, em Rondonópolis, MT.
A pesquisa foi conduzida em delineamento de blocos casualizados com
nove sistemas de produção e quatro repetições em unidades experimentais de
7m x 9m. No período de safrinha, serão utilizadas culturas graníferas e de
cobertura e na safra será implantada a soja como cultura comercial. Abaixo, na
Tabela 2, estão descritos os tratamentos a serem utilizados para a implantação
do experimento:
Tabela 1- Caracterização dos sistemas de produção a serem utilizados no ano agrícola de 2016/17.
Pousio PD: pousio plantio direto com plantas espontâneas; Pousio PC: pousio preparo convencional com uso de grade aradora + grade niveladora.
0
50
100
150
200
250
0
5
10
15
20
25
30
35
40
set/1
5
ou
t/15
no
v/1
5
de
z/1
5
jan/1
6
fev/1
6
ma
r/16
ab
r/16
ma
i/16
jun/1
6
jul/1
6
ag
o/1
6
set/1
6
ou
t/16
no
v/1
6
de
z/1
6
jan/1
7
fev/1
7
ma
r/17
Pre
cip
itação (
mm
)
Tem
pera
tura
do a
r (°
C)
Precipitação Tmax Tmin
Sistema Segunda safra 2016 Safra 2016/17
S1: Pousio em PD Soja ANTA 82 RR
S2: Pousio em PC Soja ANTA 82 RR
S3: Crotalaria spectabilis (15 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR
S4: Milho (60.000 ptas ha-1) + C. spectabilis (15 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR
S5: Pennisetum glaucum ADR 9050 (30 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR
S6: Urochloa ruziziensis (15 kg ha-1 - VC - 60%) Soja ANTA 82 RR
S7: Girassol (55.000 ptas ha-1) + U. ruziziensis (15 kg
ha-1 - VC - 60%) Soja ANTA 82 RR
S8: Cajanus cajan (60 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR
S9: Milho (60.000 ptas ha-1) + U. ruziziensis (15 kg ha-1
- VC - 60%) Soja ANTA 82 RR
24
Todos os sistemas da segunda safra foram implantados entre fevereiro e
março com espaçamento de 0,45m, sendo que nos consórcios com culturas
anuais, as culturas de cobertura foram implantadas na entrelinha. A semeadura
da soja, na safra, foi realizada entre os meses de outubro e novembro, após
dessecação de manejo das culturas de cobertura, com espaçamento entrelinhas
de 0,45m e a colheita realizada no mês de fevereiro do ano seguinte. A soja foi
semeada em plantio direto (sob a fitomassa remanescente) em todos os
sistemas de produção, exceto no sistema com pousio em PC, em que as
parcelas foram submetidas a duas gradagens (grade aradora + niveladora) 30
antes da semeadura e nos sistemas com U. ruziziensis solteira que foram
dessecados 69 dias antes da semeadura a fim de melhorar a plantabilidade da
soja.
Para culturas graníferas semeadas na segunda safra (milho e girassol) as
adubações seguiram as recomendações de Souza e Lobato (2004), enquanto
que, nas parcelas com culturas de cobertura solteiras não foram utilizados
fertilizantes. A adubação da soja na safra foi de 120 kg ha-1 de P2O5 no sulco
de semeadura e 100 kg ha-1 de K2O via cloreto de potássio, aplicados metade
à lanço em pré semeadura e o restante quando a soja estava em estádio
fenológico V4. Para o plantio da soja, foi realizada a inoculação das sementes
na dosagem de 150 ml de inoculante para cada 50 kg de sementes,
apresentando a concentração bacteriana de 3x10⁹ unidades formadoras de
colônias por ml, com Bradyrhizobium japonicum (SEMIA 5079 e 5080).
Quanto às variáveis relacionadas à parte aérea das culturas na segunda
safra, foi determinada a produção de fitomassa no momento do florescimento e
senescência. Foi contabilizado o estande de plantas por metro, em três pontos
por parcela, sendo coletadas duas plantas por estande. Estas avaliações
também foram realizadas no florescimento da soja na safra. Após às medições,
as folhas e caules foram levadas para estufa de circulação de ar forçada a 60ºC
até massa constante para determinação da massa seca.
As avaliações de fitomassa das culturas de cobertura durante a safra
foram realizadas imediatamente antes da dessecação em outubro de 2015, e
repetidas aos 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a dessecação de manejo (DAD)
para a avaliação da taxa de cobertura do solo, decomposição e liberação de
25
nutrientes da fitomassa para o solo. A taxa de cobertura do solo foi obtida com
uso de um quadrado de ferro com dimensões de 0,5 x 0,5m (0,25m2), com uma
rede de barbantes espaçados a cada 5 cm que formam um grid com 100 pontos,
nos quais, na intersecção dos pontos se observa a presença ou ausência de
cobertura proporcionada pelos resíduos vegetais em cada um dos dois pontos
de amostragens de fitomassa seca (SODRÉ FILHO et al., 2004).
Após a determinação da taxa de cobertura do solo, nos mesmos dois
pontos de amostragem, foi coletada a fitomassa seca segundo metodologia
adaptada de Crusciol et al. (2005), que consiste no uso de quadrado de ferro
com dimensões 50 x 50 cm, no qual, a parte aérea e resíduos das culturas de
cobertura foram coletados. Em seguida, submetidos à secagem em estufa com
temperatura de 60ºC, até massa constante, e posteriormente, realizada a
limpeza manual dos resíduos sem uso de água, para obtenção da fitomassa seca
e de nutrientes.
Para descrever a liberação de fitomassa ocorrida nas culturas de
cobertura, após sua dessecação, os dados coletados aos 0, 15, 30, 60, 90 e 120
DAD foram ajustados a um modelo matemático exponencial decrescente,
descrito por Wieder & Lang (1982): Q = Qo exp(-kt), em que: Q = quantidade de
fitomassa existente no tempo t, em dias (kg ha-1); Qo = fração de fitomassa
potencialmente liberada (kg ha-1), e k = constante de liberação de fitomassa (g
g-1). Com o valor de k, calcula-se o tempo de meia-vida (T½ vida) da fitomassa
remanescente, que expressa o tempo que levará para metade da massa seca
se decompor ser liberado, com uso da fórmula T½ vida = 0,693/k, proposta por
Paul & Clark (1989).
A produtividade da soja na safra foi avaliada por meio de coletas em duas
linhas de dois metros, expressos em kg ha-1 (padronizadas em 13% umidade).
Os resultados relacionados à parte aérea das culturas de cobertura e da
soja foram submetidos à análise de variância e, quando significativos, nos dados
qualitativos foram realizados o teste Scott-Knott a 5% de probabilidade por meio
do software SISVAR (FERREIRA, 2008). Já os dados quantitativos foram
ajustados em equações, com auxílio do software SIGMA PLOT 10.0.
26
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
As culturas graníferas e de cobertura apresentaram efeitos significativos
no aporte de fitomassa durante a entressafra 2016/17. Ocorreram reduções
expressivas na quantidade de fitomassa do momento da floração (Figura 2) para
a senescência. Essa redução de fitomassa pode ser atribuído, em parte, à
senescência, à queda de folhas, e no caso das culturas graníferas, à
translocação de fotoassimilados para o grão, fenômeno também observado por
Carvalho, et al. (2015).
Os consórcios Milho + C. spectabilis e Milho+U. ruziziensis se
sobressaíram na produção de fitomassa na floração quando comparados aos
tratamentos solteiros C. spectabilis, P. glaucum, V. unguiculata e os sistemas de
pousio (Figura 2). Alvarenga (2001) afirma que as gramíneas vêm sendo cada
vez mais cultivadas no período da safrinha no Cerrado com a finalidade de
produção de fitomassa e de cobertura do solo em sistema plantio direto, por
apresentarem facilidade de semeadura, adaptação à deficiência hídrica e grande
persistência de seus resíduos sobre o solo, corroborando com os resultados
obtidos no presente trabalho.
27
Sistemas de produção
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pro
dução
de
fitom
assa n
o flo
rescim
ento
(kg h
a-1
)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
FSCaule CA (CV: 12,92%)
FSFolha CA (CV: 12,65%)
FSCaule CC (CV: 13,74%)
FSFolha CC (CV: 23,56%)
B
F
F
E
D
C
A
F
D
Sistemas de Produção
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pro
du
çã
o d
e f
ito
ma
ssa
na
se
ne
scê
ncia
(kg
ha
-1)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000 Caule CA (CV: 21.15%)
Folha CA (CV: 32.60%)
Caule CC (CV: 20.85%)
Folha CC (CV: 19.98%)
B
B
A
BB
C
C
C
C
Figura 2- Produção de fitomassa no florescimento e senescência na safrinha 2016. Sistemas: S1: Pousio PD; S2: Pousio PC; S3: C. spectabilis; S4: Milho+C. spectabilis; S5: P. glaucum; S6: U. ruziziensis; S7: Girassol+U. ruziziensis; S8: V. unguiculata; S9: Milho+U. ruziziensis; CA: Cultura anual; CC: Cultura de cobertura.
Os pousios PD e PC, são oriundos de plantas espontâneas em suas
determinadas áreas, juntamente com o feijão caupí leguminosa que não
apresentou satisfatória adaptação ao sistema, obtiveram menores acúmulos de
fitomassa tanto no florescimento quanto na senescência.
28
Embora as gramíneas possuam elevada capacidade de absorver e
acumular Nitrogênio na planta e consequentemente produzir maior quantidade
de fitomassa, a sua contribuição para disponibilizar o N é inferior as leguminosas
assim como a quantidade de fitomassa também pode variar quando esta estiver
seca, diminuindo a quantidade de palhada disponível no solo (MARANGONI et
al., 2017).
A C. spectabilis alcançou maior aporte de fitomassa na dessecação,
porém apresentou a maior taxa de decomposição, o que pode ser atestado pelo
menor tempo de meia vida da cultura de 34 dias, quando comparados, se
destacam os consórcios com milho + U. ruziziensis e milho + C. spectabilis que
apresentaram tempos de meia vida de 82 e 88 dias respectivamente. Embora
não apresentarem maior produção de fitomassa no momento da dessecação,
garantiram maior acúmulo fitomassa no sistema após 120 dias da dessecação.
Souza et al. (2010) relatam que um dos fatores regulatórios da
decomposição da fitomassa, é a composição química desta, relacionando assim
a maior durabilidade da palhada quando há alta relação de C/N e lignina/N.
Podendo constatar que a maior persistência da palhada do milho está associada
a compostos recalcitrantes à decomposição sendo assim a persistência da
palhada de milho foi atribuída a composição do material que possuem elevados
teores de lignina e celulose, além da alta relação C/N, tornando-a mais resistente
à ação dos microrganismos.
29
Dias Após a Dessecação
0 20 40 60 80 100 120
Fito
ma
ssa
(kg
ha
-1)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Pousio PD: 2798,80exp(-0,0074t) R2:0,88** (T1/2: 94 dias)
C. spectabilis: 6856,57exp(-0,0202t) R2:0,94** (T1/2: 34 dias)
Milho + C. spectabilis: 6044,84exp(-0,0079t) R2:0,94** (T1/2: 88 dias)
P. glaucum: 5763,39exp(-0,0111t) R2:0,97** (T1/2: 62 dias)
U. ruziziensis: 6649,21exp(-0,0110t) R2:0,92** (T1/2: 63 dias)
Girassol + U. ruziziensis: 5012,66exp(-0,0109t) R2:0,93** (T1/2: 63 dias)
V. unguiculata: 3120,61exp(-0,0119t) R2:0,92** (T1/2: 58 dias)
Milho + U. ruziziensis: 5996,51exp(-0,0084t) R2:0,98** (T1/2: 82 dias)
Figura 3- Acúmulo de fitomassa, decomposição e tempo de meia-vida de culturas.
Fabian (2009) em seu trabalho sobre o efeito nos atributos do solo e na
produtividade de milho e soja em rotação observou que os valores obtidos para
o tempo de meia vida para as coberturas foram variáveis, sendo menores
para as leguminosas quando comparado aos das gramíneas. Esse padrão pode
ser justificado pelo nitrogênio fixado pelas leguminosas e pela soja, que
favorecem positivamente a atividade dos microrganismos e proporcionam
maiores velocidades de decomposição dos resíduos.
Os sistemas de produção que apresentaram resultados significativos no
acréscimo da produtividade de grãos de soja foram C. spectabilis, Milho + C.
spectabilis, Girassol + U. ruziziensis e V. unguiculata (Tabela 3). Desse modo
percebe-se que os usos de culturas de cobertura proporcionam benefícios na
produção de soja, ainda que cada sistema possua características singulares
como sistema radicular, acúmulo de matéria seca e matéria orgânica, exploração
do perfil do solo, acumulo e liberação de nutrientes, taxa de decomposição da
fitomassa, incidência de pragas e doenças e outras. Isto faz com que cada
sistema expresse de forma diferente a sua influência na produtividade das
culturas.
30
Tabela 2 Produtividade de grãos de soja em sucessão a culturas anuais e de cobertura nas safras 2016/17.
Médias seguidas por letras iguais, na coluna, não diferem entre si, pelo teste Scott-Knott, a 5% de probabilidade.
Vale ressaltar o sistema que também se destacou em relação aos demais
foi o com C. spectabilis solteira, em que este resultado pode ser explicado parte
pela rebrota significativa devido a precipitação no período da senescência e
também pela maior atividade microbiana presente neste sistema devido ao fato
desta espécie se destacar em promover a fixação biológica de nitrogênio em
simbiose com bactérias presentes no solo. Os consórcios desta com uma
gramínea no caso os milhos são satisfatórios, já que essa liberará os nutrientes
gradativamente, e a gramínea irá acumular massa seca com melhor qualidade,
assim protegendo o solo.
Torres et al. (2005) conclui que a maior taxa de decomposição e de
liberação de N ocorreu nos primeiros 42 dias, porém, em valores absolutos, os
percentuais de decomposição, com destaque para a braquiária (37,2 %),
corroborando com os resultados deste trabalho onde melhores resultados de
produtividade foram encontrados em sistemas de produção que utilizavam
gramíneas, constatando assim que a liberação de Nitrogênio influencia o
aumento da produtividade.
Ao final da realização desta pesquisa salienta-se que não é aconselhável
medir fitomassa apenas com a avaliação na dessecação da soja, pois entre o
período de senescência e o período de dessecação acontece a mineralização
dos resíduos, mesmo no período da seca é uma característica interessante, isso
Sistemas de produção Produtividade de grãos (kg ha-1)
S1: Pousio PD 3.741 B
S2: Pousio PC 3.291 B
S3: C. spectabilis 4.385 A
S4: Milho + C. spectabilis 4.698 A
S5: P. glaucum 3.970 B
S6: U. ruziziensis 3.774 B
S7: Girassol + U. ruziziensis 4.458 A
S8: V. unguiculata 4.603 A
S9: Milho + U. ruziziensis 4.074 B
CV (%) 13,6
31
ocorre devido os caules apresentarem maior recalcitrância quanto à
decomposição e isso pode minimizar as perdas de fitomassa para o sistema
plantio direto da soja em sucessão (TORRES & PEREIRA, 2014).
5 CONCLUSÕES
1. Os consórcios de milho + C. spectabilis e milho + U. ruziziensis apresentam
maior tempo de meia vida, consequentemente, menor taxa de decomposição.
2. Os sistemas de produção que apresentaram acréscimo na produtividade de
grãos de soja foram C. spectabilis, Milho + C. spectabilis e Girassol + U.
ruziziensis.
3. O tratamento V. unguiculata apresentou menores acúmulos de fitomassa,
portanto não explica a maior produtividade da soja.
4. Milho + C. spectabilis apresentou maiores aportes de fitomassa no
florescimento e senescência, menor taxa de decomposição e resultou em maior
produtividade a soja, portanto se destacou em todas variáveis avaliadas.
32
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