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Manejo do solo para altos rendimentos

XV Reunião Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água

Santa Maria – 27/07/04

João Carlos de Moraes Sá

Universidade Estadual de Ponta Grossa - PR

IndiceIndiceVisão conceitual dos sistemas de produção Visão conceitual dos sistemas de produção

Porquê a MOS é a componente chave dos sistemas de produção? Porquê a MOS é a componente chave dos sistemas de produção?

Processos de transformação e impacto nos sistemasProcessos de transformação e impacto nos sistemas

Alterações em atributos do soloAlterações em atributos do solo

Estudo de caso Estudo de caso

Considerações finais Considerações finais

“Um sistema de produção sustentável é aquele que se satisfaz sem interferir nas oportunidades do amanhã”

C

H2O

AR NUTRIENTES

Sistem aSistem a

Os efeitos dainteração entreos atributos sãomaisimportantesdo que os efeitosisolados de cada

“Os sistem as de produção são dinâm icos”

“Os sistem as de produção são dinâm icos”

“Os m ecanism os e processos de

transform ação não se

“Os m ecanism os e processos de

transform ação não se

Impacto do preparo convencional associado a monoculturana perda do C original do Solo em regiões sob clima

temperado, sub-tropical e tropical

Impacto do preparo convencional associado a monoculturana perda do C original do Solo em regiões sob clima

temperado, sub-tropical e tropical

Anos de cultivoAnos de cultivo

Canadá – EUA 48 a 58 % (trigo)

505000

100100

5050

00

Perd

ade

C(%

)Pe

rda

de C

(%)

Campbell & Souster, 1982; Mann, 1985

Latitude 42° N

00 2020

Pergamino/C. Sarmiento-ARG24-60 % (trigo)

Michelena, 1989; Casas, 1998

Latitude 32° S

00 1010

Ponta Grossa - PR 35 % (Soja-Trigo)

Sá et al., 2001

Latitude 25° S

00 55

Cerrado – GO; MT 35 a 69 % (Soja)

Resck, 1998

Seguy & Bouzinac, 2002

Latitude 13 a 16° S

0,96 a 1,2% aa 1,2 a 3,0% aa 7 a 13,8 % aa3,5% aa

Font

e: S

á, e

tal,

2004

Ventania-PR

y = 9002 - 29,95x

R 2 = 0,9803

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 50 100 150 200

DAE de Milho

MS

(kg/

ha)

29,95 kg dia-1

Decomposição da palhada de aveia preta + resíduos anteriores durante o ciclo de desenvolvimento do milho na safra 2003-04

(Piraí do Sul-PR)

Decomposição da palhada de aveia preta + resíduos anteriores durante o ciclo de desenvolvimento do milho na safra 2003-04

(Piraí do Sul-PR)

Semeadura (05/10/03)

Florescimento Grão Farináceo

Colheita (14/03/04)

Montividiu-GO

y = 8980 - 58,26xR2 = 0,9617

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 50 100 150

DAE de Milho

MS

(kg

/ha

58,26 kg dia-1

Font

e: S

á, e

tal,

2004

(Dad

os n

ão p

ublic

ados

)

Semeadura (19/10/03)

Florescimento Grão Farináceo

Colheita (16/02/04)

Decomposição da palhada de Braquiária durante o ciclo de desenvolvimento do milho na safra 2003-04

(Rio Verde-Montividiu/GO)

Decomposição da palhada de Braquiária durante o ciclo de desenvolvimento do milho na safra 2003-04

(Rio Verde-Montividiu/GO)

(8,16 Mg ha-1)

(1,16 Mg ha-1)

Porquê a matéria orgânicado solo é a componentechave dos sistemas de

produção?

Porquê a matéria orgânicado solo é a componentechave dos sistemas de

produção?

Elevada acidez, presença de Al tóxico,

baixo conteúdo de bases trocáveis

Argila de baixa atividade

Carga Variável

> 70 % caulinita e/ou oxidos Fe e Al

Carcterísticas gerais da mineralogia nos solos brasileiros

Carcterísticas gerais da mineralogia nos solos brasileiros

Equador

Capricornio

Clima sub-tropical e tropicalClima sub-tropical e tropical• > Temperatura; > Tx. decomposição da MOS; >

perda de MOS Microagregação x (Fe, Al); Macroagregação x MOS)

+

+

+

--+

- + --+

++-

-

+

+ +--

+

-+-+

+

-

- -

-+-

-

+

+

R-C00-

OH2

OH2

O

O

O

O

OO

O

OH

OH

CH-CH2

CHN

O

HH

O

MHH

OO HO

O

HH

MC

C

Minerais de argila

+

Ca2+

Calagem

Ox. Fe, Al

Pontes de H

A recuperação da M OS com a adoção do SPD A recuperação da M OS com a adoção do SPD

ProporcionaProporciona

Rearanjo dos agregados e estabilidade estrutural, manutençãodos fluxos de água e gases nos

poros e a fertilidade

Foto

: Dr.

Chr

istia

n Fe

ller,

1994

1. Macroagregado de 200-2000 µm (tecido vegetal pouco biodegradado);

2. Microagregado de 50-200 µm (tecido vegetal decomposto);

3. Microagregado 20-50 µm organo-mineral;

4. Microagregado 2-20 µm;

5. Fração argila (0-2 µm);

6. Complexo organo-argila

1

2

3

4

5

6

Compartimentos da matéria orgânica do solo

Compartimentos da matéria orgânica do solo

CO

2

CO2

Resíduos culturaisResíduos culturais

Biomassa microbiana

RizodepósitosFrações leves

Reservatório ativo

HúmusSubst. Húmicas

Subst.Não Húmicas

Reservatório estável

+H2O

+Energia

Luminosa

+H2O

+Energia

Luminosa

Fluxo do Carbono em funçãodo sistema de produçãoFluxo do Carbono em funçãodo sistema de produção

AveiaAveia

Soja Soja

Trigo

Milho

Resíduosculturais

Fluxocontínuo

de C

Compostosorgânicos

BMC e BMN; substânciashúmicas

“Pool” ativo“Pool” lento “Pool” passivo

Dens. Solo; C e N total; Estoque

Reservatório de C no solo

C; ∆pH; CTC; P e K

Propriedadesquímicas, físicas e

biológicas

Sequencia = 3 anos

TrigoSoja

Aveia Aveia

Milho

Soja

1° ano 2° ano 3° anoJun - Out Abr - Ago

Set - AbrOut - AbrMai - Out

Out - Abr

34 - 42 13 - 16 28 - 32 13 - 16 28 - 32 64 - 68

I M M IM/I M/I

Relação C/N

Ciclo dacultura

RotaRotaçãçãoo de de culturasculturas = base de = base de sustentasustentaçãçãoodo do sistemasistema

Taxa de rizodeposição de algumas culturas

Espécies Taxa de rizodeposição

Tipo de Rizodepósito

Referência

Milho Glicose Frutose Sucrosemaltose amino ácidos Compostos - N

8,76 mg g-1 raiz dia-1




0,80 µg g-1 raiz h-1

10-680 µg-1 raiz dia-1

Shonwitz & Ziegler, 1982Shonwitz & Ziegler, 1982Shonwitz & Ziegler, 1982Shonwitz & Ziegler, 1982Jones & Darrah, 1993Matsumoto et al., 1979

Trigo C solúvel (exsudatos) 66-243 mg g-1 raiz dia-1 Prikryl & Vancura, 1980

Legum. Exsudatos (amino-Compostos)

250 mg g-1 raiz (3-4 s) Whips & Linch, 1985

Gram./Past.

Exsudatos solúveis 500 mg g-1 raiz (3-4 s) Whips & Linch, 1985

C

H2O

AR NUTRIENTES

Plan

tio D

ireto

=>

Palh

a +

Raiz

Exsu

dato

s=>

agr

egaç

ão =

> Bi

opor

os

Mac

roag

rega

ção

=> P

rote

ção

Física

do

C

Poro

sidad

e de

aer

ação

e fl

uxo

de H

2O

Desenvolvimento radicular (ocupação do espaço poroso)

Tipos de raízes => Estabilidade estrutural

Quant. de raízes => Exsudação

Biomassa M

icrobiana => Taxa de mineralização

C-Lábil => Fluxo de N, P e S => Reciclagem

Qualidade e Quantidade da MOS

Estoque de C na camada de 40 cm em um Latossolo Vermelho argiloso após 22 anos sob

plantio direto e convencional (Ponta Grossa-PR)

Estoque total PC = 99,4 Mg ha-1 PD = 119,0 Mg ha-1

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

40,8

26,2

14,8

8,4

9,2

41,7

26,6

17,4

14,1

18,7

0 10 20 30 40 50

0-2,5

2,5-5,0

5,0-10,0

10,0-20,0

20,0-40,0

Cam

ada

amos

trada

, cm

Estoque de COT (Mg ha-1)

PC 22��

�� PD 22*

**

(NS)

(NS)

Sá et al., 2001

Fluxo de Nmic em Latossolo Vermelho argiloso há longo período sob PD

050

100150200250300350

Set/00 Out/00 Nov/00 Fev/01 Maio/01 Jun/01 Ago/01 Out/01 Fev/02

.

050

100150200250300350

Font

e: V

ensk

e-Fi

lho

etal

. 200

3

PD 12 anos

PD 22 anos

COT x Nmic

37,2 44

,7

50,1

32,3

0

10

20

30

40

50

60

020406080

100120140

PD-10 PD-20 PD-22 PC-22

112

121 13

2

58,5

Nm

ic(k

g ha

-1)

CO

T (M

g ha

-1)

COT (Mg ha-1) = 0,323Nmic + 3,06r2 = 0,68***

0

20

40

60

0 30 60 90 120 150

Nmic (kg ha-1)

CO

T (M

g ha

-1)

C

H2O

AR NUTRIENTES

Plan

tio D

ireto

=>

Palh

a +

Raiz

Exsu

dato

s=>

agr

egaç

ão =

> Bi

opor

os

Mac

roag

rega

ção

=> P

rote

ção

Física

do

C

Poro

sidad

e de

aer

ação

e fl

uxo

de H

2O

Desenvolvimento radicular (ocupação do espaço poroso)

Tipos de raízes => Estabilidade estrutural

Quant. de raízes => Exsudação

Biomassa M

icrobiana => Taxa de mineralização

C-Lábil => Fluxo de N, P e S => Reciclagem

Qualidade e Quantidade da MOS

Correlação linear entre o COT e a CTC em um experimento há 22 anos sob sistemas de manejo do solo

CTC = 35,4 + 3,55COT R2 = 0.64***n = 150

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70

(mm

olc

kg-1

)

Contribuição da matéria orgânica do solo na CTC

Solos do Estado de São Paulo – 70 a 74% da CTC proveniente da MOS (Raij, 1969)

Solos do Estado do Paraná – 75 a 90% da CTC proveniente da MOS (Pavan, 1985)

Solos da Região do Cerrado – 75 a 85% da CTC proveniente da MOS (Lopes, 1978; Resck, 1998)

Aumento da CTC devido ao incremento de 1 g dm-3 de Carbono

cmolc dm-3

Burle et al., 19971,0Sul (RS)

Resck, 19980,42Cerrado (GO)

Sá, 20010,32Sul (PR)

ReferencesAumento da CTC 1 g dm-3 de C

Region

COT (g dm-3)

Correlação linear entre o carbono orgânico total (COT) e atributos da fertilidade do solo em um experimento de longa

duração (16 anos) sobre sistemas de manejo do solo

0

2

4

68

10

12

14

16

0 2 0 4 0 6 0

CTC

(cm

oldm

-3) r = 0,80 ***

010203040506070

0 20 40 60

V %

r = 0,82 ***

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 20 40 60

K (c

mol

dm-3

) r = 0,86 ***

05

1015202530

0 20 40 60

P (m

g dm

-3)

r = 0,79 ***

Aumento do armazenamento de água devido ao ganho de 1g dm-3 de C na camada de

0 a 10 cm

Aumento do armazenamento de água devido ao ganho de 1g dm-3 de C na camada de

0 a 10 cm

3 a 5 mm 3 a 5 mm

Após 10 anos de PD aumentou 13 a 18 g dm-3

Após 10 anos de PD aumentou 13 a 18 g dm-3

Sá, 2002

O aumento na retenção de água devido ao incremento

de 13 a 18 g dm-3 de C (camda de 0 a 10 cm)


de 13 a 18 g dm-3 de C (camda de 0 a 10 cm)

Retenção de água 65 a 90 mm

Retenção de água 65 a 90 mm

Sá, 2002


de 13 a 18 g dm-3 de C (camada de 0 a 10 cm)


de 13 a 18 g dm-3 de C (camada de 0 a 10 cm)

Pode aumentar a produção de milho em 5 a 10 % e a de soja

em 7 a 12%

Pode aumentar a produção de milho em 5 a 10 % e a de soja

em 7 a 12%Sá, 2002

O retorno econômico devido ao aumento do C pode representar US$ 40 a 80/ha

O retorno econômico devido ao aumento do C pode representar US$ 40 a 80/ha

Sá, 2002

Jun - Out Abr - AgoSet - AbrOut - Abr

Mai - OutOut - Abr

34 - 42 13 - 16 28 - 32 13 - 16 28 - 32 64 - 68

I M M IM/I M/I

Tendência da mineralização

Trigo

Fertilização para trigo e

SojaForma de AplicaçãoForma de Aplicação ProduçãoKg/ha

ProduçãoKg/ha

No sulcoNo sulco 32403240

À LançoÀ Lanço 3640 ** (Sig. P<0,05)3640 ** (Sig. P<0,05)

(00-60-60 kg ha-1)

Soja

K

(à lanço)

Aveia

NPK

(No sulco)

Soja

K

(à lanço)

Milho

NPK

(No sulco) + N cob.

Aveia

NPK

(No sulco)

33,1 34,6 35,4

41,1

51,5

20

30

40

50

60CO

T (g

kg

-1)

1995 1997 1999 2001 2003

Ano de amostragem

N + P (Aveia)Média geral Prof. = 0-10 cm

Evolução do conteúdo de Carbono Orgânico Total (COT) na Fazenda Paiquerê

no período de 1995 a 2003

y = 2,17x + 28,27R2 = 0,824***

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10

Tempo (Ano)

CO

T (g

dm

-3)

95 97 9901

03Taxa de enriquecimento anual

2,17 g dm-3

Taxa de enriquecimento anual

2,17 g dm-3

Estoque de Carbono Orgânico Total (COT) na Fazenda Paiquerê (0 – 10 cm) no

período de 1995 a 2003

Período (anos)

Esto

que

CO

T (K

g ha

-1)

Estoque COT (Kg ha-1) = 2752,9Tempo + 35905R2 = 0,8243

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 2 4 6 8 10

Taxa anual

2,75 ton ha-1 de COT

Taxa anual

2,75 ton ha-1 de COT95 97 99

01

03

Aveia

Milho

Nabo

Trigo

± 22 DAE± 22 DAE

Milho 45-50 DAM Aveia

Milho 45-50 DAM Aveia 12-14 DAE12-14 DAE

Pré-FloraçãoPré-Floração

9980 kg/ha

y = 162,6x + 2907,5R2 = 0,956***

0

1000

2000

3000

4000

1999 2000 2001 2002 2003 2004

Fertilização do sistema

Aplicação de N na aveia preta aumentou a produção de fitomassa contribuindo para o aumento de COT. Além disso, proporcionou um fluxo contínuo de N para atender a demanda de N pela cultura de Milho. O ganho anual em produtividade de milho período de 2001 a 2003 foi de 888 kg/ha-1.

Aplicação de N na aveia preta aumentou a produção de fitomassa contribuindo para o aumento de COT. Além disso, proporcionou um fluxo contínuo de N para atender a demanda de N pela cultura de Milho. O ganho anual em produtividade de milho período de 2001 a 2003 foi de 888 kg/ha-1.

y = 888,1x + 6359,5R2 = 0,86***

0

3000

6000

9000

12000

1999 2000 2001 2002 2003 2004

A maior produtividade de milho e a estratégia de adubação visando o sistema trigo-soja, resultou no ganho de 162 kg ha-1

ano-1 de grãos de soja no mesmo período.

A maior produtividade de milho e a estratégia de adubação visando o sistema trigo-soja, resultou no ganho de 162 kg ha-1

ano-1 de grãos de soja no mesmo período.Período (anos)

Esto

que

CO

T (K

g ha

-1) COT (Kg ha-1) = 2752,9Tempo + 35905

R2 = 0,8243

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 2 4 6 8 10

Produtividade da cultura da soja em três sistemas de rotação de culturas (PD = 17 anos)

5,7 sc/ha± US$ 85,50/ha

3204

3461

3547

3000

3100

3200

3300

3400

3500

3600

So/Av/So So/Tr/So Mi/Tr/So

Pro

duti

vida

de (

kg/h

a)

Rotação de culturas Fornari & Sá, 2004

4,3 sc/ha± US$ 64,50/ha

Milheto

Soja

56 sc/ha

Pousio

Soja

51 sc/ha

Efeito da cobertura na produção de grãos de sojaEfeito da cobertura na produção de grãos de soja

+ 5 sc/ha

SojaSojaPrecoce Sistem a Plantio DiretoSistem aSistem a PlantioPlantio DiretoDiretoPrecoce

MilhoMilhosafrinhsafrinh

aa

MilhetoMilheto52 a 55 sc/ha

SojaSojaCicloCiclo médiomédio

60 a 80 sc/ha

4,5 ton PA + 1,5 ton

raízesraízes/ha

4,5 ton PA + 1,5 ton

/ha

62 a 65 sc/ha62 a 65 sc/ha

Ganho de 4 a 6 sc/ha de soja com a rotação com

milho e o ciclo do cultivar

S O N D J F M A M J J A SPeríodos de chuva e seca

MilhetoSoja ciclo

médio (± 10%)

Milho Safrinha (± 10%)

Palhada de Milho

Soja ciclo precoce (± 20%)

Milho Safrinha + Braquiária

Palhadade MilhoP

alh

ada

de M

ilho

Milheto

Soja ciclo médio

(± 20%)

Sorgo Duplo-propósito Safrinha

(± 20%)

MilhetoSoja ciclo

Médio (± 25%)Milheto sobre-

semeadura

MilhetoSoja ciclo

Tardio (± 25%)Pousio + Manejo

Pós-colheita

Considerações finaisConsiderações finais

Os atributos do solo estão estreitamente relacionados com a MOSOs atributos do solo estão estreitamente relacionados com a MOS

A sustentabilidade do sistema de produção está na estratégia de desenvolver uma agricultura com base no carbono

A sustentabilidade do sistema de produção está na estratégia de desenvolver uma agricultura com base no carbono

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