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RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISA Projeto Agrisus No: 1604/15 Título da Pesquisa: Sistemas de produção de soja com uso de plantas de cobertura na produção de fitomassa, ciclagem de nutrientes, matéria orgânica e microbiologia do solo em Mato Grosso. Interessado (Coordenador do Projeto): Leandro Pereira Pacheco Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Rondonópolis, Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, Rodovia MT-270, Km 06, Bairro Sagrada Família. CEP: 78.735-901 – Rondonópolis-MT – Tel: (66) 3410-4041 (66) 9645-2223 – email: [email protected]. Local da Pesquisa: Universidade Federal do Mato Grosso, Campus Universitário de Rondonópolis-MT Valor financiado pela Fundação Agrisus: 20.000,00 Vigência do Projeto: 16/09/2015 a 01/08/2017

1. INTRODUÇÃO

A região Centro Oeste ocupa posição de destaque no cenário nacional na produção

de soja, bem como o Estado do Mato Grosso. A safra 2014/2015 rendeu 28.018,6 milhões de

toneladas, com área cultivada de 8.934,5 milhões de hectares e produtividade de 3.136 Kg ha-

1 no estado (CONAB, 2015). Todavia, a expansão significativa no cultivo dessa oleaginosa

tem contribuído para se avaliar os impactos ambientais e a viabilidade na introdução de

técnicas de cultivo que possam minimizar esses efeitos.

O manejo inadequado do solo, com uso de revolvimento e ausência de plantas de

cobertura na entressafra, tem contribuído para o insucesso quanto a sustentabilidade dos

sistemas agrícolas. O sistema plantio direto (SPD) desponta como alternativa viável para a

sustentabilidade da produção agrícola, uma vez que reduz a erosão, promover a ciclagem de

nutrientes, e melhorias na qualidade do solo por meio da adição de matéria orgânica e

crescimento da microbiota do solo (Pacheco et al., 2008).

A formação de palhada para o SPD no cerrado, especialmente na entressafra, tem

demonstrado ser um grande desafio, em razão à reduzida disponibilidade hídrica. Para

consolidação dessa tecnologia, é necessário que se avaliem e selecionem espécies que sejam

tolerantes à deficiência hídrica e produzam elevada quantidade de fitomassa para a cobertura

do solo (Perin et al., 2004), mesmo quando consorciadas com culturas anuais em safrinha.

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Outras possibilidades de incentivar a produção de fitomassa é o uso de plantas de cobertura

que permitem a colheita de grãos ou promover o consórcio com culturas anuais cultivadas em

safrinha, o que permite produção de fitomassa e também incremento de receita por meio da

comercialização dos grãos.

As plantas de cobertura em sistemas de produção de soja também apresentam

potencialidade em contribuir de forma significativa para o acúmulo de matéria orgânica e na

microbiologia do solo (Carneiro et al., 2009). Desta forma, identificar sistemas que possam

favorecer o acúmulo de matéria orgânica de qualidade e o adequado desenvolvimento de

microrganismos são essenciais para o desempenho da soja cultivada em sucessão.

2. MATERIAL & MÉTODOS

O experimento foi realizado nos anos agrícolas de 2015/16 e 2016/17 na área

experimental da Universidade Federal do Mato Grosso, Campus Rondonópolis no Estado do

Mato Grosso. O solo da localidade de estudo é um Latossolo Amarelo distrófico.

O experimento foi implantado desde o ano agrícola de 2013/14, em delineamento em

blocos ao acaso, com quatro repetições. Por representar um experimento piloto na região e

com expectativa de longa duração, cada unidade experimental (parcela) apresentará

dimensões de 10 m de largura x 10 m de comprimento, com 100 m2, para melhor

representabilidade dos sistemas e proporcionar condições adequadas para avaliação da

fertilidade do solo em futuros trabalhos nessa área. A área total do experimento é de 5.000 m2

(50m x 100m). Os tratamentos serão repetidos nos dois próximos anos agrícolas, para melhor

avaliação das espécies em relação às variações climáticas da região. Esses tratamentos foram

delineados mediante levantamento técnico realizado em Mato Grosso em estações

experimentais e propriedades rurais nos quais foram observados serem os mais promissores

para a região. Os tratamentos a serem utilizados estão descritos abaixo:

S1- Soja no verão em monocultura em plantio direto;

S2 – Soja no verão em monocultura em sistema de preparo convencional (grade aradora +

niveladora no fim da entressafra – mês de setembro/outubro);

S3 - Soja no verão e Crotalaria spectabilis na safrinha (15 kg ha-1);

S4 – Soja no verão e milho – Zea mays (4 plantas por metro de sulco) + C. spectabilis (30 kg

há-1) na safrinha;

S5 – Soja no verão e milheto – Pennisetum glaucum - ADR 9050 (30 kg ha-1) na safrinha;

S6 – Soja no verão e Urochloa ruziziensis (25 kg ha-1) na safrinha;

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S7 – Soja no verão e girassol – Helianthus annuus (4 plantas metro de sulco) + Urochloa

ruziziensis (25 kg ha-1) na safrinha;

S8 – Soja no verão e feijão-caupi - Vigna unguiculata (10 grãos por metro de sulco) na

safrinha;

S9 – Soja no verão e milho - Zea mays (4 plantas por metro de sulco) + U. ruziziensis (25 kg

ha-1) na safrinha;

Quanto às avaliações foram quantificados a fitomassa seca, acúmulo de nutrientes e

taxa de cobertura do solo promovida pelas plantas de cobertura. Essas avaliações serão

realizadas durante a entressafra (florescimento e após a colheita de grãos das plantas de

cobertura) e também a partir da dessecação de manejo para a semeadura da soja

(outubro/novembro), e repetidas aos 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a dessecação de manejo

(DAD) para a avaliação da decomposição e liberação de nutrientes da fitomassa para o solo.

A fitomassa seca das plantas de cobertura serão avaliadas segundo metodologia proposta por

Crusciol et al (2005), que consiste no uso de quadrado de ferro com dimensões 50 x 50 cm

(0,25m2), no qual, a parte aérea e resíduos das plantas de cobertura serão coletados, através de

quatro pontos de amostragem por sub-parcela. Em seguida, serão submetidos à secagem em

estufa com temperatura de 72ºC, por três dias, e em posteriormente, foi realizado a limpeza

manual dos resíduos sem uso de água, para obtenção da fitomassa seca. Esses resíduos foram

triturados em moinho tipo Willey (malha de 2 mm), para posterior determinação das

concentrações de N, P, K, Ca, Mg e C seguindo metodologias propostas por Nogueira et al.

(2005). A taxa de cobertura do solo foi obtida com uso de um quadrado de ferro com

dimensões de 0,5 x 0,5 m (0,25m2), com uma rede de barbantes espaçados a cada 5 cm que

formam dez pontos, nos quais, se observa a presença ou ausência de cobertura proporcionada

pelos resíduos vegetais em cada um dos pontos de amostragens de fitomassa seca (Sodré

Filho et al., 2004).

A produtividade da soja foi avaliada nos dois anos de condução dos experimentos,

por meio da coleta de 8,0 m2 em cada uma das quatro repetições para cada tratamento. Após a

trilhagem, os grãos serão pesados e corrigidos para 13% de umidade, sendo os resultados de

produtividade expressos em kg ha-1.

Foram analisados os teores e os estoques de carbono e nitrogênio nas profundidades

de 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 cm. O solo foi seco em estufa a 50ºC, tamisado em peneira de 2

mm, para posterior análise dos teores de C orgânico e N total. O teor de C e N foram

analisados por combustão via secos em analisador elementar. Todavia, estes dados não foram

apresentados neste relatório pois os resultados não ficaram consistentes.

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O cálculo do Índice de Manejo do Carbono (IMC) e de seus componentes será

realizado a partir da proposta original de Blair et al. (1995) com as adaptações propostas por

Diekow (2003), o qual considera a matéria orgânica particulada (MOP) como representando a

fração lábil da MOS e a matéria orgânica associada aos minerais como não lábil. Todavia,

estes dados não foram apresentados neste relatório pois os resultados não ficaram

consistentes.

A amostragem do solo para avaliação dos estoques de C e N em frações lábeis da

matéria orgânica será realizada em peno florescimento da cultura de verão e ao final do ciclo

das plantas de cobertura. A amostragem do solo será manual, com auxílio de espátula, nas

profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. As amostras serão secas em estufa, moídas e

analisadas quanto aos teores de C e N na fração particulada (53 μm) da matéria orgânica. A

fração particulada será obtida segundo o procedimento descrito por Cambardella e Elliott

(1992) e Bayer et al. (2002). Os teores de C e N nas frações orgânicas serão analisados

segundo as respectivas metodologias descritas anteriormente, e os estoques desses elementos

nas frações lábeis da matéria orgânica calculados em massa equivalente de solo. Todavia,

estes dados não foram apresentados neste relatório pois os resultados não ficaram

consistentes.

As amostras de solo de 0-10 cm coletadas em pleno florescimento da cultura de

verão e após dessecação da cultura de cobertura, serão analisadas em relação aos teores de C e

N na biomassa microbiana, utilizando-se metodologias descritas em Vargas e Scholles (2000).

A atividade microbiana potencial foi avaliada pela evolução de dióxido de C por 48 horas em

laboratório, sob condições ideais de temperatura e de umidade (Vargas e Scholles, 2000;

Schmitz, 2003).

Os dados qualitativos serão submetidos à análise de variância e, quando significativas as

diferenças entre as médias, estas foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de

probabilidade, com auxílio do software SISVAR 4.2. Já os dados quantitativos serão

ajustados em equações, com auxílio do software SIGMA PLOT 10.1.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A condução do experimento seguiu o cronograma normal. As coletas de fitomassa foram

realizadas conforme descrito no projeto original, com inclusão de coletas de fitomassa no

florescimento e senescência das culturas de cobertura. Estas avaliações adicionais foram

importantes para entender com mais detalhe a dinâmica na produção de fitomassa e ciclagem

de nutrientes em SPD.

As coletas de solo para determinação dos teores de C e N da biomassa microbiana,

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respiração microbiana, quociente metabólico e atividade enzimática foram realizadas no

período de florescimento da soja 2015/16 e após a dessecação de manejo das plantas de

cobertura e as coletas de solo para determinação dos estoques de C e N das frações lábeis da

matéria orgânica foram realizadas no florescimento. Todavia, os dados de N da biomassa

microbiana e os estoques de C e N das frações lábeis da matéria orgânica não ficaram

consistentes. Estas análises foram todas e repetidas e a inconsistência continuou. Acredita-se

que o tempo de armazenamento das amostras foi o fator determinante para isso, uma vez que

o Laboratório que foram realizadas essas análises estava indisponível após a coleta das

amostras. Vamos repetir essas análises na atual safra, e se for de interesse da Agrisus,

enviaremos um relatório com esses resultados.

Os dados referentes ao Projeto serão apresentados em capítulos, sendo que um deles faz

parte de um artigo que está publicado e outro aprovado no periódico científico Pesquisa

Agropecuária Brasileira (B1). O terceiro capítulo será enviado para o periódico científico

“Bragantia”.

4.1 ARTIGO PUBLICADO MO PERIÓDICO CIENTÍFICO “PESQUISA AGROPECUÁRIA BRASILEIRA (QUALIS CAPES B1)” Pacheco et al. Biomass yield in production systems of soybean sown in succession to anual crops and cover cros. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.52, n.8, p.582-591, 2017.

Produção de fitomassa em sistemas de produção de soja em sucessão a culturas

semeadas em safrinha

Leandro Pereira Pacheco(1), Andressa Selestina Dalla Côrt São Miguel(2), Rayane Gabriel da

Silva(3), Edicarlos Damacena de Souza(1), Fabiano André Petter(4) e Claudinei Kappes(5)

(1)Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Instituto de Ciências Agrárias e

Tecnológicas, Campus Universitário de Rondonópolis, Rodovia Rondonópolis‑Guiratinga,

Km 06 (MT‑270), bairro Sagrada Família, CEP 78735-910 Rondonópolis, MT, Brasil.

E‑mail: [email protected], [email protected] (2)UFMT, Programa de Pós–

graduação em Engenharia Agrícola, Campus Universitário de Rondonópolis, Rodovia

Rondonópolis‑Guiratinga, Km 06 (MT‑270), bairro Sagrada Família, CEP 78735‑910

mailto:[email protected]

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Rondonópolis, MT, Brasil. E-mail: [email protected] (3)Faculdade Anhanguera,

Avenida Ary Coelho, nº 829, bairro Vila Birigui, CEP: 78705-050 Rondonópolis, MT, Brasil .

E-mail: [email protected]. (4)UFMT, Departamento de Agronomia, Campus

Universitário de Sinop, Avenida Alexandre Ferronato, no 1.200, Setor Industrial, CEP

78557‑267 Sinop, MT, Brasil. E‑mail: [email protected]. (5)Fundação Mato Grosso,

Avenida Antônio Teixeira dos Santos, nº 1559, Parque Universitário, CEP 78750-000

Rondonópolis, MT, Brasil. Email: [email protected].

Resumo ‒ O trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de sistemas de produção com uso de

culturas semeadas em safrinha, na produção de compartimentos de fitomassa (folhas e caules)

e na produtividade de grãos da soja semeada em sucessão. O experimento foi conduzido em

um Latossolo Vermelho distrófico em delineamento experimental de blocos ao acaso, com

nove sistemas de produção de soja e culturas semeadas em safrinha, e quatro repetições. O P.

glaucum e U. ruziziensis apresentaram estabelecimento e crescimento de forma mais rápida

que as demais espécies, o que resultou em maior fitomassa seca em 2014 e milho consorciado

com U. ruziziensis e C. spectabilis em 2015. As culturas de cobertura consorciadas com o

milho não foram significativas para o acúmulo de fitomassa seca, pelo efeito de supressão

exercido pelo milho. Os sistemas de produção com Crotalaria sp., favoreceram o aumento de

produtividade da soja. O P. glaucum, U. ruziziensis e C. spectabilis solteira e consorciada

com milho favorecem a produção de fitomassa e taxa de cobertura do solo nos sistemas de

produção de soja durante a entressafra. A C. spectabilis semeada em safrinha promove

aumento de produtividade na soja em sucessão em condições de plantio direto.

Termos para indexação: plantas de cobertura, entressafra, plantio direto, produtividade de

grãos.




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Biomass production in soybean production systems in succession to crops sowed in off-

season

Abstract - The study aims to evaluate the production systems effects with use of crops sown

in off-season, in the production of biomass compartments (leaves and stems) and productivity

of soybeans planted in succession. The experiment was conducted in an Oxisol in

experimental design of randomized blocks with nine soybean production systems and crops

sown in off-season, and four replications. The P. glaucum and U. ruziziensis presented

establishing and growing faster than the other species, which resulted in higher dry matter in

2014 and maize intercropped with U. ruziziensis and C. spectabilis in 2015. The consortium

with cover crops maize was not significant for the accumulation of dry matter, the

suppression effect exerted by the corn. Production systems with Crotalaria sp. favored the

soybean yield increase. The P. glaucum, U. ruziziensis and C. spectabilis single and

intercropped with maize favor the production of biomass and soil cover rate in soybean

production systems during the off season. C. spectabilis sown in off-season soybean promotes

productivity increase in succession in no-till conditions.

Index terms: cover crops, harvests, no-tillage, grain yield.

Introdução

Os sistemas agrícolas com cultivo de soja no Cerrado brasileiro têm favorecido o país a

produzir 99 milhões de toneladas anuais, o que consolida o Brasil como segundo maior

produtor mundial. O Estado de Mato Grosso se destaca por apresentar a maior área plantada

(9,1 milhões de hectares) e produção (28 milhões de toneladas) (CONAB, 2016). Os

Latossolos e Neossolos Quartzarênicos são as classes de solos predominantes no Cerrado, que

se caracterizam por apresentar necessidade de utilização de sistemas de manejo que

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favoreçam o aumento de matéria orgânica no solo (Pragana et al., 2012).

O sistema plantio direto (SPD), por meio do uso de plantas de cobertura nos sistemas

agrícolas de produção de soja, tem sido recomendado para favorecer a fertilidade química,

física e biológica do solo (Carneiro et al., 2008). Os maiores desafios quanto à adoção desse

sistema em área de cultivo de soja são a inclusão da rotação de culturas e plantas de cobertura,

uma vez que a sucessão soja safra e milho safrinha têm sido o modelo produtivo nessas

regiões por motivos econômicos e da disponibilidade de infraestrutura disponíveis para a

cadeia produtiva dessas culturas (Calegari, 2002).

Para o Cerrado, quantidades acima de 12 toneladas ha-1 de fitomassa são consideradas

adequadas para cobertura do solo nas condições edafoclimáticas deste bioma, como encontrado

por Carneiro et al. (2008) para o milheto e guandu. As gramíneas, como a U. ruziziensis e U.

brizantha, são espécies capazes de produzir elevadas quantidades de fitomassa, possuem

decomposição lenta e são resistentes ao estresse hídrico (Pacheco et al., 2011), assim, tornam-se

culturas potenciais a serem utilizadas nos sistemas de produção na entressafra no Cerrado. O uso

de leguminosas também precisa ser investigado, na tentativa de favorecer a fertilidade do solo e a

produtividade da soja em sucessão (Araújo et al., 2015). Além do mais, o uso de plantas de

cobertura para a produção de fitomassa e, ao mesmo tempo, proporcionar produção de grãos

que possam ser convertidos em renda aos produtores, podem favorecer a diversificação de

culturas semeadas em safrinha nos sistemas de produção de soja.

Existe na literatura, carência de resultados que possam identificar quais são os efeitos na

potencialidade de produção de fitomassa quando se utiliza as culturas anuais e/ou plantas de

cobertura e também para produzir grãos durante a safrinha. Além disso, é preciso conhecer os

compartimentos da fitomassa produzida pelas plantas de cobertura (caules e folhas), a fim de

subsidiar as discussões acerca de seus efeitos quanto à decomposição, liberação de nutrientes

e potencialidade em aumentar a fertilidade do solo (Pacheco et al., 2013). Carvalho et al.

(2015) encontraram a quantidade de 93,74 e 91,02 kg ha-1 de nitrogênio nos resíduos de

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mucuna-preta e Crotalaria juncea, respectivamente, avaliadas na floração na entressafra, o

que contribui para a diminuição da adubação química.

Outro fator importante é a necessidade de se identificar os sistemas de diversificação na

safrinha que possam favorecer o desenvolvimento e a produtividade de grãos de soja. Alguns

estudos destacam que apenas o elevado aporte de fitomassa pode não resultar em aumento da

produtividade na soja (Brancalião et al., 2015). O trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos

de sistemas de produção com uso de culturas (anuais graníferas e/ou de cobertura) semeada

em safrinha após a colheita da soja, na produção de compartimentos de fitomassa (folhas e

caules) e na produtividade de grãos da soja em sucessão.

Material e Métodos

O experimento foi conduzido nos anos agrícolas de 2014/2015 e 2015/2016, na Estação

Experimental da Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT, Campus Universitário de

Rondonópolis (16º27'41.75"S 54º34'52.55"O, altitude de 292 m). O solo da área é um

Latossolo Vermelho distrófico (Embrapa, 2006), com relevo plano, anteriormente ocupado

com vegetação nativa de Cerrado. O clima da localidade, conforme a classificação de Köppen

é Aw, clima tropical com estação seca de inverno. A precipitação e temperaturas médias

máximas e mínimas durante a condução do experimento encontram-se na Figura 1.

Antes da 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.

O experimento foi conduzido em um delineamento de blocos ao acaso, com nove

sistemas de produção de soja com uso de culturas semeadas na modalidade de cultivo safrinha

foram compostas por culturas anuais graníferas (milho, girassol e feijão caupi) e de cobertura

(demais espécies), com quatro repetições. Cada unidade experimental apresentou dimensões

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de 7 m de largura x 9 m de comprimento. Os sistemas de produção estão descritos na Tabela

2. A semeadura das culturas em safrinha foi realizada no sulco com espaçamento entrelinhas

0,45 m.

Em novembro de 2013 foi semeada a soja, safra 2013/14, em sistema convencional de

preparo do solo, com uso de um conjunto trator e semeadora-adubadora. A colheita da soja

nesta safra ocorreu em 18/02/2014, e em seguida, foi realizada a semeadura das culturas em

safrinha 2014. Em 27/10/2014, todos os sistemas de produção foram dessecados com uso de

glyphosate (1920 g i.a ha-1), e em seguida foi semeada novamente a cultura da soja safra

2014/15 em todos os sistemas em sistema plantio direto ou preparo convencional, de acordo

com a descrição dos sistemas na Tabela 2.

A colheita da soja na safra 2014/15 foi realizada em 02/03/2015, e em seguida,

implantadas as culturas em safrinha (Tabela 2). Em 22/09/2015 realizou-se dessecação de

manejo da área em todos os sistemas, exceto aqueles que tinham a Urochloa ruziziensis, em

que a dessecação ocorreu 30 dias antes dos demais sistemas, apenas para a safra 2015/16. A

semeadura da soja safra 2015/16 foi realizada em 29/10/2015 e colheita realizada em

16/02/2016.

A cultivar de soja utilizada nas safras 2013/14 e 2014/15 foi a ANTA 82 RR, e na safra

2015/16 foi utilizada a cultivar TMG 1179 RR, com as duas cultivares semeadas em

espaçamento entrelinhas de 0,45 m e população desejada de 400.000 plantas ha-1. A adubação

utilizada na soja nas três safras, foi de 120 kg ha-1 de P2O5 e 22 kg ha-1 de N via monoamônio

fosfato 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. Nas

safras 2014/15 e 2015/16, a soja foi semeada em plantio direto em todos os sistemas de

produção, exceto na soja com pousio em PC, em que a parcela foi submetida a duas gradagens

(grade aradora + niveladora) trinta dias antes da semeadura. Nas culturas anuais semeadas em

safrinha (milho, feijão caupi e girassol) as adubações seguiram recomendações de Souza e

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Lobato (2004), enquanto que, nas plantas de cobertura (demais espécies) não foram utilizados

fertilizantes.

Foram avaliadas a fitomassa seca segundo Crusciol et al. (2005) e a taxa de cobertura

do solo promovida pelas culturas, segundo Sodré Filho et al. (2004). Na safrinha 2014, estas

avaliações foram realizadas aos 60, 90 e 156 dias após a semeadura das culturas em safrinha.

Na safrinha 2015, essas avaliações foram realizadas no florescimento (abril/2015) e após a

colheita de grãos das culturas (junho a julho/2015) semeadas na safrinha. A produtividade de

grãos da soja e das culturas semeadas em safrinha foi avaliada por meio de coletas em 2 m2,

expressos em kg ha-1 (padronizadas em 13% umidade). Para as culturas em safrinha, foram

calculados os seguintes índices: Índice de colheita de grãos (ICG= Produtividade de grãos /

Fitomassa total no florescimento), expresso em kg kg-1; Eficiência do uso da fitomassa

exportada na produtividade de grãos (EUFP= Produtividade de grãos/Fitomassa total no

florescimento - fitomassa total após a senescência), expressos em kg kg-1; Relação da

fitomassa total nos consórcios entre planta de cobertura e cultura anual no florescimento

(RFPC-F= Fitomassa total da cultura de cobertura consorciada/Fitomassa total da cultura

anual consorciada), Relação da fitomassa total nos consórcios entre planta de cobertura e

cultura anual após senescência (RFPC-S= Fitomassa total da cultura de cobertura

senescência/Fitomassa total da cultura anual senescência), Relação entre fitomassa de caule e

folha no florescimento (RFCF-F= Fitomassa de caules no florescimento/Fitomassa de folhas

no florescimento) e Relação entre fitomassa de caule e folha na senescência (RFCF-S=

Fitomassa de caules na senescência/Fitomassa de folhas na senescência). Os resultados foram

submetidos à análise de variância, e as médias comparadas pelo teste Scott-Knott a 5% de

probabilidade, utilizando software SISVAR 4.2 (Ferreira, 2008).

Resultados e Discussão

Houve efeito dos sistemas de produção na quantidade de fitomassa seca (FS) produzida

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e taxa de cobertura do solo aos 60, 90 e 156 dias após a semeadura da safrinha (DAS),

semeada em 2014 (Tabela 3). No início da entressafra (60 DAS) os sistemas com P. glaucum

e U. ruziziensis apresentaram estabelecimento e crescimento de plantas de forma mais rápida

que as demais espécies, o que resultou em maior FS nesse período. Todavia, esta espécie

apresentou redução na quantidade de FS sobre a superfície do solo aos 90 e 156 DAS,

explicado pelo curto ciclo fenológico e início da decomposição de seus resíduos. Já a U.

ruziziensis por apresentar hábito de crescimento perene e rebrota após as chuvas que

ocorreram no mês de julho, possibilitou incrementos em FS até aos 156 DAS. Com isso pode-

se explicar o potencial dessa espécie em promover a cobertura do solo, com valores que

alcançaram 100% ao final da entressafra aos 156 DAS (Tabela 3). Estas observações também

foram relatadas por Pacheco et al. (2011) em experimentos realizados no Cerrado goiano.

Entre as espécies de crotalárias, a C. spectabilis se destacou no acúmulo de FS aos 90

DAS, com valores próximos a 4.000 kg ha-1. Observou-se que a C. breviflora apresentou ciclo

mais curto em relação à C. spectabilis, o que pode estar associado ao fotoperíodo mais curto

que ocorre durante a safrinha, que resultou em maior indução ao florescimento das plantas e

redução na potencialidade em acumular FS nessa época.

Outro resultado relevante foi a capacidade do C. cajan em promover acúmulo de FS e

de elevar a taxa de cobertura do solo aos 156 DAS, com valores acima de 6.000 kg ha-1 e

75%, respectivamente, com resultados semelhantes aos obtidos por Pereira et al. (2012).

Conforme observado por Pacheco et al. (2011), esta espécie apresenta crescimento inicial

lento, todavia, as chuvas espontâneas que ocorrem durante a entressafra (julho) são suficientes

para resultar na retomada de crescimento (rebrota) e acúmulo de FS até o final da entressafra

pela presença de gemas vegetativas nas hastes caulinares do guandu.

Houve efeitos dos sistemas de produção quanto à produção de fitomassa seca de caules

(FSC), folhas (FSF) e totais (FST) das culturas semeadas na safrinha (Figura 2). No estádio de

florescimento pleno das plantas, os sistemas de produção com uso de milho consorciado com

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U. ruziziensis e C. spectabilis apresentaram os maiores acúmulos de FSC, FSF e FST, com

valores próximos a 9.000 kg ha-1, 5.000 kg ha-1 e 14.000 kg ha-1, respectivamente. Resultados

semelhantes foram encontrados por Oliveira et al. (2003), que obtiveram uma média geral de

12.000 kg ha-1 para milho solteiro e consorciado com leguminosas, de forma que estes

resultados estão de acordo com as quantidades recomendadas de fitomassa para o SPD no

Cerrado.

Após a senescência e colheita dos grãos, as plantas de milho apresentaram as maiores

reduções (próximos a 50%) na quantidade de fitomassa remanescente em comparação ao

acúmulo apresentado no florescimento pleno. Estas observações são explicadas pela elevada

produção de grãos, acima de 8.000 kg ha-1 (Tabela 4), que resultaram em significativa taxa de

exportação de fotossamilados da fitomassa para os grãos.

É importante destacar que nas avaliações realizadas na época de florescimento pleno, as

plantas de cobertura consorciadas com o milho não contribuíram de forma significativa para o

acúmulo de FS (Tabela 4). Todavia, ao analisar a FSC, FSF e FST no período de senescência

do milho e colheita de grãos (Tabela 3) e a RFPC-AC (Tabela 4) verifica-se que a U.

ruziziensis e a C. spectabilis consorciadas com milho apresentaram contribuições

significativas na produção de fitomassa para o sistema, em razão da retomada de

desenvolvimento das plantas pelo aproveitamento da radiação solar e chuvas finais de verão,

o que reforça as observações relatadas por Pacheco et al. (2013).

O sistema girassol consorciado com U. ruziziensis apresentou resultados intermediários

quanto a quantidade de FSF, FSC e FST no florescimento pleno das plantas, com valores

7.700 kg ha-1, 4.100 kg ha-1 e 11.000 kg ha-1, respectivamente (Figura 2). O destaque para este

tratamento foi quando se analisou os resultados da fitomassa no período após a colheita de

grãos do girassol, este sistema de produção praticamente não apresentou redução nos valores.

Foi possível observar que as plantas de girassol apresentaram baixas taxas de exportação de

fotoassimilados para os grãos, o que pode ser confirmado com o valor (0,95) da eficiência no

14

uso da fitomassa exportada na produção de grãos ‒ EUFP (Tabela 4). Isto ocorre pelo fato de

que apenas uma pequena parte dos nutrientes são exportados para os grãos, o que faz com que

fiquem retidos na parte aérea da planta e permite uma rápida ciclagem e disponibilização dos

nutrientes para as culturas subsequentes (Silva & Oliveira, 2011).

Quanto aos cultivos de plantas de cobertura solteiros destacam-se P. glaucum, U.

ruziziensis e C. spectabilis. O P. glaucum apresentou FST no florescimento com valores

próximos a 8.000 kg ha-1 (Figura 2). Valores similares foram obtidos por Pacheco et al.

(2011) em cultivo solteiro. Observou-se que o P. glaucum apresentou maior proporção de

FSC em relação à FSF (RFCF, Tabela 4), o que é uma característica interessante, uma vez que

os caules apresentam 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).

Após a colheita dos grãos de P. glaucum, houve redução de 25% na FST em relação ao

observado no florescimento pleno das plantas. No entanto, a produtividade de grãos do

híbrido ADR 9010 (2586 kg ha-1) resultou na maior média de EUFP (1,97). Ao considerar que

não se utilizou fertilizantes na semeadura e o elevado potencial do sistema radicular dessa

espécie em explorar camadas mais profundas e absorver nutrientes (Teixeira et al., 2012), o P.

glaucum é uma alternativa para aumentar a eficiência no uso de nutrientes nos sistemas de

produção de soja.

A U. ruziziensis solteira não apresentou florescimento das plantas, o que pode ser

demonstrado com o aumento da FSC, FSF e FST entre as avaliações realizadas na época de

florescimento pleno e após a colheita de grãos nos outros sistemas de produção. A explicação

está na época de semeadura, que não favoreceu o florescimento e frutificação das plantas de

U. ruziziensis. Além disso, deve-se destacar que esta espécie apresentou RFCF-AC de 2,1

(Tabela 4), e que os caules não são lenhosos, o que explica a elevada taxa de decomposição e

liberação de nutrientes após a dessecação, como já observados nos estudos de Rossi et al.

15

(2013).

A C. spectabilis solteira apresentou valores similares de FST (4.000 kg ha-1) na safrinha

2015 em relação ao ano anterior (Figura 2). Souza et al. (2008) encontraram valores maiores

que 8.000 kg ha-1 para esta espécie, tendo-se destacado entre as leguminosas avaliadas.

Destaca-se que após a senescência, observou-se que não houve redução da FST em relação ao

florescimento pleno, o que pode ser explicado pela baixa produção de grãos de 4 kg ha-1

(Tabela 4). Além disso, ao analisar os constituintes da FST, foi possível verificar que esta

espécie apresenta uma RFCF-AC maior que 9 no período de senescência das plantas. Estes

resultados são explicados pelo fato que esta espécie apresentou caules lenhosos com elevada

recalcitrancia e as folhas senescentes que estavam sobre a superfície do solo iniciaram

rapidamente o processo de decomposição.

O sistema com uso de V. unguiculata e Stylosanthes sp. apresentaram baixa produção de

fitomassa nas safrinhas 2014 e 2015 (Figura 2). O baixo rendimento de fitomassa do

Stylosanthes também foi observado por Dantas et al. (2015), com produção de FS de 97,5 kg

ha-1, tendo ficado em desvantagem em relação às demais espécies. Além disso, no presente

estudo, o Stylosanthes sp. apresentou dificuldade de manejo por meio dos herbicidas

utilizados na dessecação, com rebrotas significativas durante o crescimento da soja semeada

em sucessão.

Quanto à produtividade de grãos da soja, houve efeito significativo dos sistemas de

produção apenas na safra 2015/16 (Tabela 5). A ocorrência de veranicos em fevereiro de 2016

(safra 2015/16) e os efeitos dos sistemas ao longo do tempo são fatores que podem ter

influenciado para ocorrência de diferenças estatísticas entre as médias de produtividade de

soja, conforme relatado por Fietz & Urchei (2002). É possível afirmar que os sistemas de

produção com inclusão de Crotalaria sp., favoreceram o aumento de produtividade, o que

pode ser atestado pelas produtividades dos sistemas de produção com C. spectabilis (15 kg ha-

1) (safras 2014/15 e 2015/16) e 4 (Safra 2014/15). Santos et al. (2010) encontraram

16

significativo aumento da produtividade do milho em sucessão à C. spectabilis (8.105 kg ha-1)

em relação à testemunha (vegetação espontânea) (3.710 kg ha-1).

Embora a cultura da soja apresente elevada eficiência na fixação biológica de

nitrogênio, pode-se afirmar que existem efeitos significativos na qualidade do solo ao utilizar

a Crotalaria sp. no sistema de sucessão à soja (Tabela 5). Carneiro et al. (2008) constataram

que plantas de cobertura associadas à rotação de culturas, causam efeitos positivos na

fertilidade do solo, favorecem o aporte de matéria orgânica no sistema, formam agregados e

elevam a produtividade das culturas. A soja pode responder de forma positiva quanto a

disponibilidade de N nos estádios iniciais de crescimento, pois o processo de interação soja-

Bradyrhizobium consolida-se somente após os 15 dias após a emergência (Brancalião et al.,

2015).

Conclusões

1. P. glaucum solteiro, U. ruziziensis e C. spectabilis solteiro e consorciado com milho

favorecem a produção de fitomassa (caules, folhas e total) e taxa de cobertura do solo nos

sistemas de produção de soja durante a entressafra no Cerrado Mato-Grossense.

2. As culturas anuais e plantas de cobertura semeadas em safrinha, no Cerrado Mato-

Grossense, apresentam reduções na fitomassa seca (caules, folhas e total) entre os estádios de

florescimento e senescencia.

3. As culturas anuais e plantas de cobertura semeadas em safrinha apresentam na composição

de suas fitomassas maiores proporções de fitomassa de caules em relação a folhas, com

destaque para a C. spectabilis após a senescência.

4. O P. glaucum apresenta a maior eficiência no uso de fitomassa para a produtividade de

grãos (EUFP) durante a safrinha;

5. A C. spectabilis semeada em safrinha promove aumento de produtividade na soja semeada

em sucessão em plantio direto com três anos de implantação.

17

Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo

auxílio financeiro (Chamada Universal 14/2012 – projeto nº. 484801/2012-0) e pelas bolsas

Produtividade concedidas ao primeiro, quarto e quinto autores. À Fundação AGRISUS –

Agricultura Sustentável (Projeto nº. 1604/15) pelo auxílio financeiro. À Coordenação de

Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de Mestrado

à segunda autora.

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0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

ou

t/13

no

v/1

3

dez/1

3

jan/1

4

fev/1

4

mar/1

4

ab

r/14

mai/1

4

jun/1

4

jul/1

4

ag

o/1

4

set/1

4

ou

t/14

no

v/1

4

dez/1

4

jan/1

5

fev/1

5

mar/1

5

ab

r/15

mai/1

5

jun/1

5

jul/1

5

ag

o/1

5

set/1

5

ou

t/15

no

v/1

5

dez/1

5

jan/1

6

fev/1

6

mar/1

6

Pre

cip

ita

çã

o (

mm

)

Tem

pera

tura

(

C)

Precipitação Total Temperatura Máxima Temperatura Mínima

Figura 1. Precipitação mensal e temperatura mínima e máxima do ar durante a condução do

experimento, em Rondonópolis, MT.

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+, Ca2+ e Mg2

+ trocáveis; T, capacidade de troca de cátions a

21

pH 7,0; V, saturação por bases.

Tabela 2. Caracterização dos sistemas de produção com a semeadura das safrinhas 2014 e

2015 após a colheita da soja safra 2013/14 e 2014/15, respectivamente.

Sistema de produção

Safrinha

2014 2015

1 Pousio em PD Pousio em PD

2 Pousio em PC Pousio em PC

3 Crotalaria spectabilis (15 kg ha-1) Crotalaria spectabilis (15 kg ha-1)

4 Crotalaria breviflora (17 kg ha-1) Milho (60.000 plantas ha-1) + C. spectabilis

5 Pennisetum glaucum ADR 8010 (18 kg ha-1) Pennisetum glaucum ADR 9010 (18 kg ha-1)

6 Urochloa ruziziensis (15 kg ha-1) Urochloa ruziziensis (15 kg ha-1)

7 Cajanus cajan (40 kg ha-1) Girassol (55.000 plantas ha-1) + U. ruziziensis

8 Stylosantes capitata + S. macrocephala (5 kg

ha-1)

Vigna unguiculata (160.000 plantas ha-1)

9 Urochloa brizantha cv. Marandu (16 kg ha-1) Milho (60.000 plantas ha-1) + U. ruziziensis

(1)Todas as culturas foram semeadas em sulco com espaçamento entrelinhas de 0,45 m, exceto

os pousios que eram compostos por plantas daninhas; PD- plantio direto; PC- preparo

convencional com uso de grade aradora + grade niveladora.

Tabela 3. Produção de Fitomassa e taxa de cobertura do solo promovida pelas plantas

semeadas em safrinha após a colheita da soja safra 2013/14.

Sistema de produção Época de Coleta (DAS)

60 90 156

Fitomassa (kg ha-1)

Pousio em PD 2200C 2575C 1062D

Pousio em PC 2250C 1945D 943D

C. spectabilis 2900C 4175B 3244C

C. breviflora 3300B 3003C 3248B

P. glaucum 6550A 3905B 3737B

U. ruziziensis 5850A 5561A 7852A

C. cajan 3900B 4293B 6110B

Stylosantes 1925C 1960D 2498C

U. brizantha 3200B 3083C 5315B

CV (%) 16,62 16,58 17,33

Taxa de Cobertura do Solo (%)

Pousio em PD 66,1B 63,2B 30,5E

Pousio em PC 66,1B 60,6B 24,8E

C. spectabilis 74,8B 72,2B 41,6D

22

C. breviflora 80,5A 69,4B 55,5C

P. glaucum 69,4B 72,0B 58,3C

U. ruziziensis 91,6A 94,4A 100,0A

C. cajan 79,8A 70,0B 74,9B

Stylosantes 55,5B 63,5B 55,3C

U. brizantha 83,3A 80,4A 80,5B

CV (%) 16,38 15,02 15,60

DAS, Dias após a semeadura da safrinha 2014, realizada após a colheita da soja safra

2013/14. Médias seguidas por letras iguais, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de

Scott-Knott, a 5% de probabilidade.

Sistemas de produção

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fit

om

assa

sec

a de

caule

s -

flore

scim

ento

(kg

ha-1

)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Cultura principal ou planta de cobertura solteira

Planta de cobertura consorciada

Total (CV=16,99%)

E E

D

B

C

E

B

E

A


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fit

om

assa

sec

a de

folh

as -

flo

resc

imen

to (

kg

ha-1

)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000



Total (CV=21,39%)

F F

D

A

D

D

B

B

E


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fit

om

ass

a s

eca t

ota

l -

flo

resc

imen

to (

kg

ha-1

)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000



Total (CV=12,35%)

E E

D

A

C

D

B

E

A


1 2 3 4 5 6 7 8 9Fit

om

assa

sec

a de

caule

s -

após

colh

eita

grã

os

(kg h

a-1

)

0

2000

4000

6000

8000

10000

Cultura principal ou planta de cobertura solteiro


Total (CV=22,55%)

D D

C

B

B B

A

C

B

23


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fit

om

assa

sec

a d

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lhas

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pó

s co

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ta d

e g

rao

s (k

g h

a-1)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000



Total (CV=23,28%)

D D

C

A

B

A

A

C

A

C


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fit

om

assa

tota

l -

após

a co

lhei

ta d

e grã

os

(kg h

a-1)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000



Total (CV=21,10%)

D D

B

A

BA

A

C

A

Figura 02. Produção de fitomassa seca de caules, folhas e total das plantas em safrinha após a

colheita da soja safra 2014/15, no florescimento e após a senescência. Sistemas: 1- Pousio

PD; 2- Pousio PC; 3- C. spectabilis; 4- Milho+C. spectabilis; 5- P. glaucum; 6- U. ruziziensis;

7- Girassol+U. ruziziensis; 8- V. unguiculata; 9- Milho+C. spectabilis. Médias seguidas por

letras iguais, na barra, não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade.

24

Tabela 4. Produtividade de grãos (PG), índice de colheita de grãos (ICG), eficiência do uso da fitomassa exportada na produção de grãos

(EUFP), relação da fitomassa total nos consórcios entre planta de cobertura e cultura anual no florescimento (RFCF-F) e após a colheita de grãos

- senescência (RFPC-AC) e relação entre fitomassa de caule e folha no florescimento e após a colheita de grãos – senescência (RFCF-Fe RFCF-

AC), das culturas semeadas na safrinha 2015 nos sistemas de produção de soja safra 2014/15.


PG (Kg ha-1)

ICG (kg grãos/kg

fitomassa seca total no florescimento-1)

EUFP (kg grãos/kg

fitomassa exportada-1)

RFPC-F

RFPC-AC

RFCF-F RFCF-AC

Pousio em PD - - - - - 6,44A 4,15B

Pousio em PC - - - - - 8,07A 2,67B

C. spectabilis 3,95 0,01D 0,06C - - 1,25B 9,47A

Milho + C. spectabilis

8.306,49 0,36A 0,94B 0,06B 0,48A 1,60B 2,36B

P. glaucum 2.586,48 0,25B 1,97A - - 3,79B 2,51B

U. ruziziensis - - - - - 1,34B 2,10B

Girassol + U. ruziziensis

2.247,90 0,18C 0,95B 0,19A 0,44A 1,86B 2,87B

V. unguiculata 825,66 0,26B - - - 0,57B 2,88B

Milho + U. ruziziensis

8.579,99 0,34A 0,93B 0,04C 0,23B 2,60B 2,74B

CV (%) 15,19 31,21 32,36 31,12 30,05 33,04 31,40

Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade.

25

25

Tabela 5. Produtividade de grãos de soja cultivada em sucessão a culturas anuais e plantas de

cobertura semeada em safrinha em nove sistemas de produção, nas safras 2014/15 e 2015/16.


Produtividade soja (kg ha-1)

Safra 2014/15 Safra 2015/16

1 2763ns 1889C

2 2837 2276B

3 4059 2686A

4 4054 2155B

5 3349 2347B

6 3373 2273B

7 3660 2301B

8 3170 2425B

9 2560 2051C

CV (%) 24,26 7,67

Sistema 1: Soja-Pousio PD/Soja-Pousio PD; Sistema 2: Soja-Pousio PC/Soja-Pousio PC;

Sistema 3: Soja-C. spectabilis/Soja-C. spectabilis; Sistema 4: Soja-C. breviflora/Soja-

Milho+C. spectabilis; Sistema 5: Soja-P. glaucum/Soja-P. glaucum; Sistema 6: Soja-U.

ruziziensis/Soja-U. ruziziensis; Sistema 7: Soja-Cajanus cajan/Soja-Girassol+U. ruziziensis;

Sistema 8: Soja-Stylosantes capitata + S. macrocephala/Soja-V. unguiculata; Sistema 9: Soja-

U. brizantha/Soja-Milho+C. spectabilis. Médias seguidas por letras iguais, na coluna, não

diferem entre si, pelo teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade. ns, não significativo pelo

teste F a 5% de probabilidade.

4.2 ARTIGO APROVADO E SERÁ PUBLICADO NO PERIÓDICO CIENTÍFICO “PESQUISA AGROPECUÁRIA BRASILEIRA (QUALIS CAPES B1)”

Fitomassa e liberação de nutrientes em sistemas de cultivo de soja sob sistema plantio

direto

Andressa Selestina Dalla Côrt São Miguel(1), Leandro Pereira Pacheco(2), Ícaro Camargo de

Carvalho(1), Edicarlos Damacena de Souza(3), Priscilla Barros Feitosa(1) e Fabiano André

Petter(4)

26

26

(1)Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Campus Universitário de Rondonópolis,

Avenida dos Estudantes, Nº 5055, Sagrada Família, CEP 78735-901 Rondonópolis, MT,

Brazil. E-mail: [email protected], [email protected],

[email protected]. (2)UFMT, Departamento de Engenharia Agrícola e Ambiental. E-mail:

[email protected]. (3)UFMT, Departamento de Zootecnia. E-mail:

[email protected]. (4)UFMT, Departamento de Agronomia, Campus

Universitário de Sinop, Avenida Alexandre Ferronato, no 1.200, Setor Industrial, CEP 78557-

267 Sinop, MT, Brazil. E-mail: [email protected].

Resumo – O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de fitomassa, cobertura do solo e

ciclagem de nutrientes promovidos por sistemas de cultivo com culturas anuais e de cobertura

e o rendimento de grãos da soja semeada em sucessão. O experimento foi conduzido em

delineamento de blocos casualizados, com nove sistemas de cultivo e quatro repetições.

Foram avaliadas forrageiras gramíneas e leguminosas e tratamentos em pousio em 2014/2015.

Em 2015/2016, avaliaram-se forrageiras consorciadas ou não com milho ou girassol e o

pousio. Em seguida, foi avaliado o plantio da soja. A fitomassa, cobertura do solo e ciclagem

de nutrientes proporcionados pelas plantas forrageiras e a massa, estande e rendimento da soja

foram quantificados. A Urochloa ruziziensis solteira ou em consórcio promove incrementos

significativos na produção de fitomassa, cobertura do solo e ciclagem de nutrientes, com

aumento no rendimento de grãos da soja em sucessão em relação aos sistemas em pousio. N e

K são os nutrientes mais acumulados na parte aérea das culturas de cobertura e liberados em

maior quantidade no solo nos dois anos de avaliação no Cerrado. Crotalaria spectabilis

promove aumento no rendimento de grãos de soja na safra 2015/16 em relação à U.

ruziziensis pelo sincronismo entre liberação e absorção de N sob sistema plantio direto.

Termos para indexação: Crotalaria spectabilis, Glycine max, Pennisetum glaucum, Urochloa

27

27

ruziziensis, culturas de cobertura, decomposição.

Biomass and release of nutrients in soybean farming systems under no-tillage system

Abstract – The objective of this work was to evaluate the phytomass accumulation, soil cover

and nutrient cycling promoted by farming systems with annual and cover crops and soybean

grain yield sown in succession. The experiment was conducted in a randomized block design

with nine farming systems and four replicates. Forage grasses and legumes were evaluated

besides fallow treatments in 2014/2015. In 2015/2016, forage intercropped with corn or

sunflower and fallow were evaluated. Soybean was planted after cover crops. Phytomass, soil

cover and nutrient cycling provided by forage plants and soybean mass, stand and yield were

quantified. Urochloa ruziziensis singly or in consortium promote significant increases in

phytomass production, soil cover and nutrient cycling, with increase in soybean grain yield in

succession in relation to the systems in fallow. N and K are the most accumulated nutrients in

the aerial part of the cover crops and released in greater quantity in the soil in the two years of

evaluation in the Cerrado. Crotalaria spectabilis promotes an increase in soybean yield in the

2015/16 crop compared to U. ruziziensis by the synchronism between N release and uptake

under no-till system.

Index terms: Crotalaria spectabilis, Glycine max, Pennisetum glaucum, Urochloa ruziziensis,

cover crops, decomposition.

Introdução

O clima do Cerrado mato-grossense é caracterizado por temperaturas elevadas e

umidade no período de outubro a março (safra) e menores acúmulos de precipitação pluvial

com diminuição do fotoperíodo de abril a setembro (entressafra) (Castro et al., 2017;

Mendonça et al., 2015). A seleção de espécies que possuam rápido estabelecimento e

crescimento e que sejam capazes de acumular quantidades elevadas de fitomassa para

cobertura do solo e ciclagem de nutrientes para posterior liberação à cultura sucessora é

fundamental para o plantio direto nas condições edafoclimáticas do Cerrado (Crusciol et al.,

28

28

2005; Pacheco et al., 2011).

O sistema plantio direto (SPD), por meio da utilização de consórcios com culturas

anuais produtoras de grãos, como milho e girassol, e culturas de cobertura (gramíneas e

leguminosas) é alternativa para aumento significativo na produção de fitomassa e acúmulo de

nutrientes ao sistema (Pereira et al., 2016; Chieza et al., 2017). As gramíneas como o

Pennisetum glaucum, Urochloa ruziziensis e Urochloa brizantha, são espécies de rápido

estabelecimento, elevada produção de fitomassa, acima de 10.000 kg ha-1 e, que promovem a

ciclagem de nutrientes (Pereira et al., 2016; Teixeira et al., 2012). As leguminosas também

são inseridas nos sistemas produtivos, de forma solteira ou consorciada com gramíneas na

safrinha para aumentar a produtividade das culturas em sucessão, principalmente pelo aporte

de nitrogênio (Chieza et al., 2017).

Parte da demanda nutricional da cultura sucessora pode ser suprida pela liberação gradual

dos nutrientes durante a decomposição da fitomassa das culturas de cobertura (Teixeira et al.,

2012). No entanto, a capacidade de absorção e acúmulo de nutrientes, recalcitrância da

fitomassa e velocidade de liberação dos nutrientes ao solo são fatores que precisam ser

levados em consideração para que ocorra esta sincronia entre os nutrientes liberados da

fitomassa e a absorção pela cultura de interesse na safra (Mendonça et al., 2015; Pereira et al.,

2016). Estudos sobre acúmulo e liberação de nutrientes variam entre as regiões, uma vez que

as características edafoclimáticas são diferentes e em Mato Grosso ainda são necessários

estudos nesta área.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de fitomassa, cobertura do solo e

ciclagem de nutrientes promovidos por sistemas de cultivo com culturas anuais e de cobertura

e o rendimento de grãos da soja semeada em sucessão.

Material e Métodos

O experimento foi realizado durante as safras de 2014/2015 e 2015/2016, segundo e

terceiro ano de cultivo, na Estação Experimental do Câmpus Universitário de Rondonópolis

29

29

da Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT (16º27'41.75"S 54º34'52.55"O, altitude de

292 m). O primeiro ano não foi avaliado por ser o ano de implantação. O solo da área foi

classificado como Latossolo Vermelho distrófico (Embrapa, 2014), com relevo plano. O

clima da localidade é CwA conforme a classificação de Köppen (Souza et al., 2013) e

caracterizado como tropical de altitude quente e úmido. A precipitação pluvial e temperaturas

máximas e mínimas do período de condução do experimento encontram-se na Figura 1.

A caracterização química do solo foi realizada no dia 4 de outubro de 2013 e consta na

Tabela 1. A calagem foi feita em seguida, no dia 08 de outubro do mesmo ano, na ordem de

4.000 kg ha-1 (Souza & Lobato, 2004) com calcário Filler (PRNT: 99,02%) e incorporado com

grade aradora e niveladora em toda a área.

No período de safra, compreendido entre outubro e fevereiro, foi cultivada a soja em

todos os sistemas nos dois anos agrícolas. Após a colheita, iniciou-se o período de safrinha,

em que foram instalados os tratamentos com culturas de cobertura e graníferas solteiras em

2014 e consorciadas em 2015 e dois tratamentos em pousio para os dois anos, um sob pousio

plantio direto (PD), com apenas plantas infestantes com propagação natural e dessecadas para

a semeadura da soja e outro sob pousio plantio convencional (PC), com uso de revolvimento

do solo antes da semeadura da soja (Tabela 2). Foram avaliadas forrageiras gramíneas e

leguminosas em 2014/2015 e forrageiras consorciadas ou não com milho ou girassol em

2015/2016. As espécies de cobertura nos dois anos de cultivo foram diferentes para obter

maior diversificação das espécies no sistema, visto que as diferentes espécies acumulam mais

fitomassa e nutrientes quando há a maior diversificação dos sistemas de cultivo (CHIEZA et

al., 2017). Os sistemas com semeadura solteira de culturas de cobertura e com pousio foram

implantados com espaçamento entre linhas de 0,45 m e nos sistemas em consórcio, as culturas

anuais (milho e girassol), foram implantadas com espaçamentos de 0,45 m e as culturas de

cobertura do consórcio semeadas na entrelinha uma semana após o plantio das culturas

anuais. O experimento foi conduzido em um delineamento de blocos ao acaso, com nove

30

30

sistemas de cultivo (Tabela 2) e quatro repetições nas unidades experimentais de 7 m x 9 m.

A semeadura da soja safra 2014/15 foi realizada em 29/10/2014 utilizando a cultivar

ANTA 82 RR, com 25 sementes metro-1, espaçamento entrelinhas de 0,45 m em todos os

sistemas de cultivo e a colheita realizada em 02/03/2015. Em seguida foram implantadas as

culturas em safrinha (Tabela 2). Em 22/09/2015 realizou-se dessecação de manejo da área em

todos os sistemas, exceto aqueles que continham a U. ruziziensis, em que a dessecação

ocorreu 30 dias antes dos demais sistemas, apenas para a safra 2015/16 para facilitar o plantio

da soja dessecada anteriormente. A semeadura da soja safra 2015/16 foi realizada em

29/10/2015 utilizando a cultivar TMG 1175 RR, com 25 sementes metro-1, espaçamento

entrelinhas de 0,45 m em todos os sistemas de cultivo e a colheita realizada em 16/02/2016.

Nas duas safras, a soja foi semeada em plantio direto em todos os sistemas de cultivo, exceto

no sistema com pousio em plantio convencional (PC), em que as parcelas foram submetidas a

duas gradagens (grade aradora+niveladora) trinta dias antes da semeadura da soja.

A adubação da soja nas duas safras foi com 120 kg ha-1 de P2O5 e 22 kg ha-1 de N via

monoamônio fosfato 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 no estádio fenológico V4. Para todas

as semeaduras da soja, foi realizada ainda a inoculação das sementes com Bradyrhizobium

japonicum (SEMIA 5079 e 5080) (Cell Tech HC, Nitragin, Buenos Aires, Argentina) na

dosagem de 150 ml de inoculante para cada 50 kg de sementes. Nas culturas graníferas

semeadas em safrinha (milho, V. unguiculata e girassol) as adubações seguiram

recomendações de Souza & Lobato (2004), enquanto que, nas parcelas em que foram

cultivadas culturas de cobertura solteiras não foram utilizados fertilizantes.

Foram quantificadas a fitomassa seca, a cobertura do solo e a liberação de nutrientes

promovidos pelos sistemas de cultivo, nos dois anos de avaliação. As avaliações de fitomassa

foram realizadas em outubro nos dois anos, sendo aos 0, 28, 41, 72, 97 e 118 dias após a

dessecação de manejo (DAD) para a semeadura da soja em 2014 e aos 0, 14, 28, 68, 85 e 120

31

31

DAD em 2015. A cobertura do solo foi avaliada segundo metodologia proposta por Crusciol

et al. (2005), com uso de duas molduras de ferro com dimensões de 50 x 50 cm (0,25m2),

sendo uma vazada e outra com uma rede de barbantes formando 10 pontos com presença ou

ausência de cobertura em uma área de 0,25m2. Após à determinação da cobertura do solo, a

fitomassa obtida a partir da coleta da parte aérea e resíduos das plantas de cobertura sob o solo

em dois pontos de amostragem por parcela foi coletada e determinada. Na sequência, os

resíduos vegetais foram submetidos à secagem em estufa com temperatura de 60ºC, até massa

constante para obtenção da fitomassa seca.

Para as avaliações da soja, foi determinado o estande de plantas por metro-1, em três

pontos por parcela no florescimento. Em cada parcela foram coletadas 6 plantas. As folhas

foram separadas dos caules e após as medições foram secas em estufa de circulação de ar

forçada a 60ºC até massa constante para determinação da massa seca. Os resíduos vegetais da

soja e das culturas de cobertura foram triturados em moinho tipo Willey (malha de 2 mm)

para quantificação das concentrações de nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca)

e magnésio (Mg), seguindo metodologias propostas por Nogueira et al. (2005). O rendimento

de grãos da soja foi avaliado por meio de coletas em duas linhas de dois metros, sendo os

resultados expressos em kg ha-1 e as amostras padronizadas em 13% umidade.

Os dados de decomposição da fitomassa após dessecação foram ajustados a um

modelo matemático exponencial decrescente, descrito por Wieder & Lang (1982): Q =

Qo exp(-kt), em que: Q = quantidade de nutriente existente no tempo t, em dias (kg ha-1); Qo =

fração de nutrientes potencialmente liberados (kg ha-1), e k = constante de liberação de

nutrientes (g g-1). Com o valor de k, calculou-se o tempo de meia-vida (T½ vida) da fitomassa

e dos nutrientes remanescentes, que expressa o tempo que levará para metade da massa seca

se decompor e metade dos nutrientes serem liberados, com uso da fórmula T½ vida = 0,693/k,

proposta por Paul & Clark (1989). O carbono foi avaliado pelo método do dicromato de

potássio (K2Cr2O7 a 0,4 N) segundo Embrapa (1997).

32

32

Também foram quantificados os teores de celulose pelo método da avaliação da fibra

em detergente neutro indigestível, hemicelulose pelo método da avaliação da fibra em

detergente ácido indigestível e lignina pelo método da hidrólise ácida, segundo Detmann et al.

(2012).

Os resultados foram submetidos à análise de variância e, quando significativos, nos

dados qualitativos foi realizado o teste Scott-Knott a 5% de probabilidade, com auxílio do

software SISVAR 5.6 (Ferreira, 2008). Já os dados quantitativos, referentes à decomposição

de fitomassa e liberação de nutrientes, foram ajustados em equações exponenciais

decrescentes, com auxílio do software SIGMA PLOT 10.0.

Resultados e Discussão

Houve efeito significativo dos sistemas de cultivo para todas as variáveis analisadas. A

U. ruziziensis se destacou na produção de fitomassa nas dessecações de manejo das duas

safras agrícolas (2014/15 e 2015/16) (Tabela 3). Pacheco et al. (2011), encontraram valores

semelhantes para esta espécie em experimento realizado em Rio Verde-GO. Esta gramínea

possui capacidade para acumular elevada quantidade de fitomassa na safrinha e manter o solo

coberto durante a entressafra e também após sua dessecação e cultivo da soja na safra. Esta

característica é interessante uma vez que a fitomassa mantém a umidade do solo e auxilia o

crescimento da soja cultivada em sucessão durante anos agrícolas que ocorrem estresses

hídricos prolongados ou distribuição irregular de chuvas, como foi o caso da safra 2015/16

(Figura 1).

O C. cajan, P. glaucum, U. brizantha em 2014 e o milho+U. ruziziensis em 2015

apresentaram resultados intermediários quanto à produção de fitomassa em relação à U.

ruziziensis (Tabela 3). O C. cajan apresentou crescimento inicial mais lento que as demais

espécies, porém com significativo processo de rebrota após o reinício das chuvas, o que fez

com que acumulasse quantidade significativa de fitomassa no momento da dessecação

33

33

(Tabela 3). Este comportamento de rebrota também foi observado nos tratamentos que

incluíram a C. spectabilis em 2014, C. cajan em 2015 e V. unguiculata, sendo este um

comportamento típico das leguminosas. Resultados semelhantes com C. cajan também foram

observados por Pacheco et al. (2011) após as chuvas iniciais de primavera em Rio Verde-GO.

Já o pousio em PD apresentou menor produção de fitomassa de plantas infestantes (Digitaria

horizontalis, Digitaria insularis, Porophyllum ruderale e Tridax procumbens), nas duas

safras, demonstrando não ser um manejo eficiente a ser adotado (Tabela 3).

Quanto à cobertura do solo, a U. ruziziensis e a U. brizantha se destacaram em 2014

(Tabela 3). Estas elevadas coberturas corroboram com Pacheco et. al. (2008) que, destacaram

100% de cobertura do solo proporcionada pelas gramíneas do gênero Urochloa em quatro

épocas de avaliação, em Rio Verde-GO. As leguminosas apresentaram coberturas do solo

menores que as gramíneas no momento da dessecação nas duas safras (Tabela 3).

Quanto aos valores de decomposição da fitomassa sobre a superfície do solo, os

menores foram de P. glaucum e o milho+C. spectabilis, o que pode ser atestado pelos maiores

tempos de meia-vida em 2014 e 2015, respectivamente (Figura 2A e B). Estas duas gramíneas

possuem elevada recalcitrância de seus tecidos dada por suas relações C/N (Tabela 3).

Mesmo a C. spectabilis sendo uma leguminosa, sua fitomassa apresentou significativa

recalcitrância sob a superfície do solo por possuir elevado teor de lignina em relação às

gramíneas avaliadas (Tabela 3). A conformação aromática das moléculas de lignina faz com

que sejam de difícil degradação pela atividade enzimática dos microrganismos, o que faz

elevar a relação C/N dos materiais vegetais, conforme descrito por Carvalho et al. (2008).

Carvalho et al. (2015) em estudos no Cerrado de Planaltina-DF, correlacionaram o tempo de

ciclagem de 213 dias da palhada de C. juncea com sua relação C/N e à recalcitrância das

moléculas de lignina.

Houve efeito dos sistemas de cultivo no acúmulo de macronutrientes no momento da

dessecação de manejo, com destaque para a U. ruziziensis nos dois anos agrícolas (Tabela 3).

34

34

Esta espécie apresentou maiores quantidades para a maioria dos macronutrientes, com

exceção do N e K acumulados em maior quantidade pelo milho+U. ruziziensis e pelo

girassol+U. ruziziensis, respectivamente, em 2015. Estes acréscimos significativos em 2015

ocorreram em função da contribuição da fitomassa do milho para o N e do girassol para o K,

por serem os nutrientes mais extraídos por estas culturas segundo Sá et al. (2013) e Castro et

al. (2005), o que reforça a importância da diversificação de espécies para os sistemas

agrícolas em sistema plantio direto.

O elevado acúmulo de nutrientes pela U. ruziziensis ocorreu em função da

significativa produção de fitomassa. Por possuir sistema radicular agressivo e abrangente,

segundo Castro et al. (2017), U. ruziziensis é capaz de absorver os nutrientes das camadas

mais profundas do perfil do solo e liberá-los no processo de decomposição.

Os significativos valores de N acumulado pelo C. cajan, U. brizantha e milho+U.

ruziziensis, são explicados pela elevada produção de fitomassa e seus teores de N. Além do

mais, o C. cajan pode promover a inserção de N ao sistema por meio da fixação biológica.

Rufini et al. (2016) relataram que o C. cajan é capaz de estabelecer associação simbiótica com

Bradyrhizobium e suprir até 90% do nitrogênio utilizado para seu crescimento e

desenvolvimento.

Um fator que influenciou no menor acúmulo de N pelas demais leguminosas como as

crotalárias, Stylosanthes e V. unguiculata, foi a menor produção de fitomassa. Quanto ao

Stylosanthes, o menor acúmulo de N foi em função desta espécie apresentar

caracteristicamente crescimento inicial lento, como já observado por Andrade et al. (2010), o

que desfavoreceu a produção de fitomassa e o acúmulo de N.

O maior acúmulo de K observado no consórcio girassol+U. ruziziensis, reforça que o

girassol possui elevada capacidade de extração deste nutriente do solo e baixo índice de

exportação pelos grãos, como já observado por Silva et al. (2015). Castro et al. (2005)

afirmaram que o girassol é capaz de absorver grandes quantidades deste nutriente pelo maior

35

35

volume de solo explorado e que grande parte do K acumulado pela planta permanece na parte

aérea para posterior liberação ao solo. A U. ruziziensis consorciada apresentou significativo

acúmulo de fitomassa a partir da senescência do girassol e elevada capacidade de rebrota após

o reinício das chuvas de verão.

Os macronutrientes N, P, Ca e Mg, apresentaram tempos de meia-vida semelhantes

para os macronutrientes N, P, Ca e Mg nos sistemas de cultivo, com exceção do K que

apresentou rápida liberação inicial (Figuras 3 e 4). O sistema com P. glaucum apresentou os

maiores tempos de meia-vida para a maioria dos nutrientes em ambas as safras,

principalmente para o N. Isto ocorreu pelo fato de o P. glaucum ter apresentado teores de

lignina (14%) e relação C/N de 17:1 (Tabela 3), com maior recalcitrância ao processo de

decomposição.

A C. spectabilis, o Stylosanthes na safra 2014/15 e a U. ruziziensis solteira e

consorciada com o milho ou o girassol na safra 2015/16, apresentaram tempos de meia-vida

em média de 30 dias para o P (Figuras 3 e 4 B). Isto ocorreu pelo P ser constituinte celular

(Mendonça et al., 2015), ligado estruturalmente a moléculas proteicas e a compostos ligados

ao transporte de energia. Esta rápida liberação do P pela U. ruziziensis também foi encontrada

por Pacheco et al. (2011). Estes autores afirmaram que esta gramínea possui elevada

capacidade de rebrota com as chuvas iniciais de verão e, com isso, tecidos mais jovens e

menos lignificados com baixa relação C/N como verificado no presente estudo (Tabela 3).

O K apresentou uma média de tempo de meia-vida de 25 dias entre todos os sistemas,

sendo o nutriente com maior velocidade de liberação ao solo (Figuras 3 e 4 C). Os

tratamentos que obtiveram as liberações mais rápidas foram o pousio PD e o girassol+U.

ruziziensis que apresentaram tempo de meia-vida de oito e cinco dias, respectivamente. Esta

rápida liberação do K pelo consórcio ocorre em função da alta concentração deste nutriente

nas folhas do girassol. A menor relação C/N dos tecidos da U. ruziziensis liberaram este

nutriente rapidamente ao solo principalmente na fase inicial do estabelecimento da soja. A

36

36

acelerada liberação do K das fitomassas para o solo também foi observada por Mendonça et

al. (2015), com grande liberação até os 30 dias.

O Ca e o Mg foram liberados de forma semelhante em todos os tratamentos, com

exceção de U. ruziziensis e milho+U. ruziziensis na safra 15/16 que apresentou tempo de

meia-vida próximo a 20 dias (Figuras 3 e 4 D e E). Conforme Mendonça et al. (2015), estes

nutrientes fazem parte de compostos estruturais e moléculas solúveis e, com degradação após

a dessecação, foram liberados rapidamente. A liberação mais rápida do Ca em alguns

tratamentos como U. ruziziensis, ocorreu porque no período de dessecação, várias plantas já

estavam com os tecidos desidratados devido ao período de seca na entressafra, que pode ter

influenciado nos dados.

Na safra 2015/2016, houve maiores acúmulos de nutrientes na fitomassa da soja

semeada em sucessão nos sistemas com culturas anuais e de cobertura em plantio direto

(Figura 5). Os sistemas mais diversificados podem favorecer a atividade microbiológica e a

interação entre o Bradyrhizobium japonicum e os nódulos radiculares da soja para a fixação

de N (Silva et al., 2011), bem como a proliferação de microrganismos solubilizadores de

nutrientes essenciais (Pacheco et al., 2017) na solução do solo durante o desenvolvimento da

soja.

Não houve efeito dos sistemas de cultivo no rendimento de grãos da soja semeada em

sucessão às culturas anuais e de cobertura na safra 2014/15 (Tabela 4). Na safra 2015/16, os

sistemas com uso de culturas consorciadas e solteiras em safrinha em plantio direto

apresentaram diferença significativa para o rendimento de grãos de soja, com destaque para a

C. spectabilis. A diferença no rendimento de grãos entre as duas safras é atribuída às

condições climáticas desfavoráveis na safra 2015/16, durante a fase de enchimento de grãos, o

que pode ser atestado pelo baixo índice pluviométrico ocorrido no mês de dezembro de 2015

(Figura 1), conforme observado também por Neto et al. (2016) em Mato Grosso.

Houve efeito acumulativo da ciclagem de nutrientes nesses sistemas que favoreceu o

37

37

potencial produtivo da soja, com maiores acúmulos de nutrientes na parte aérea das plantas.

C. spectabilis apresentou liberação mais lenta e gradual para todos os nutrientes com uma

média de 60 dias após a dessecação, sendo este tempo próximo ao estádio fenológico de

floração da soja (43 dias após a semeadura) e período de maior requerimento de nutrientes

pela cultura, o que pode ter contribuído para a diferença significativa no rendimento de grãos

da soja para este tratamento. Valores encontrados por Soratto et al. (2012) para a crotalária,

demonstraram uma liberação de nutrientes mais acelerada, com média de 33 dias para todos

os nutrientes em Botucatu-SP. O K, que após o N foi acumulado em maiores quantidades na

fitomassa da soja de alguns sistemas mais diversificados, como o milho+C. spectabilis, não

refletiu em maior produtividade para estes sistemas. O K apresenta rápida liberação ao solo

por não estar ligado a nenhum componente estrutural dos tecidos vegetais (Marschner, 2012).

Além disso, não houve sincronismo entre a liberação pelos sistemas e absorção pela cultura

da soja. O fato de o K ser facilmente lixiviado das células vegetais pelas chuvas que

ocorreram durante a safra também influenciou diretamente na menor absorção deste nutriente

pela cultura da soja.

Conclusões

1. A U. ruziziensis solteira ou em consórcio é indicada para o sistema plantio direto no

Cerrado mato-grossense por promover incrementos significativos na produção

fitomassa, cobertura do solo e ciclagem de nutrientes, com aumento no rendimento de

grãos da soja em sucessão em relação aos sistemas em pousio.

2. O N e K são os nutrientes mais acumulados na parte aérea das culturas de cobertura e

liberados em maior quantidade no solo nos dois anos de avaliação.

3. A C. spectabilis promove aumento no rendimento de grãos de soja em sucessão na

safra 2015/16 em relação à U. ruziziensis pelo sincronismo entre liberação e absorção

de N pela soja sob sistema plantio direto no Cerrado.

38

38

Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela

concessão de bolsa de Mestrado à primeira e terceiro autores. Ao Conselho Nacional de

Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo auxílio financeiro (Chamada

Universal 14/2012 – projeto nº. 484801/2012-0) e pelas bolsas Produtividade concedidas ao

segundo e quarto autores. À Fundação AGRISUS – Agricultura Sustentável (Projeto nº.

1604/15) pelo auxílio financeiro.

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42

42

Figura 1. Precipitação pluvial mensal e temperatura mínima e máxima do ar durante a

condução do experimento, em Rondonópolis, MT (INMET).

Tabela 1. Caracterização química e textural do Latossolo Vermelho antes da instalação em

2013, na área experimental da UFMT, Câmpus Rondonópolis.

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+, Ca2+e Mg2

+trocáveis; T, capacidade de troca de cátions a

pH 7,0; V, saturação por bases.

43

43

Tabela 2. Caracterização dos sistemas de cultivo com a semeadura das safrinhas 2014 e 2015

após a colheita da soja safra 2013/14 e 2014/15 na área experimental da UFMT, Câmpus

Rondonópolis.

PD- plantio direto com plantas espontâneas; PC- preparo convencional com uso de grade aradora + grade

niveladora antes da cultura da soja.

Figura 2. Fitomassa remanescente e tempo de meia-vida (T1/2) das culturas de cobertura na

safra 2014/2015 (A) e 2015/2016 (B). Pousio PD – Pousio plantio direto.

Tabela 4. Rendimento de grãos de soja cultivada em sucessão a culturas anuais e plantas de

cobertura semeada em safrinha em nove sistemas de cultivo, nas safras 2014/2015 e

Sistema Safrinha 2014 Safrinha 2015

S1: Pousio em PD Pousio em PD

S2: Pousio em PC Pousio em PC

S3: Crotalaria spectabilis (15 kg ha-1) Crotalaria spectabilis (15 kg ha-1)

S4: Crotalaria breviflora (17 kg ha-1) Milho (60.000 ptas ha-1)+C. spectabilis

(15 kg ha-1)

S5: Pennisetum glaucum ADR 8010 (18 kg

ha-1)

Pennisetum glaucum ADR 300 (30 kg ha-

1)

S6: Urochloa ruziziensis (15 kg ha-1 - VC -

60%)

Urochloa ruziziensis (15 kg ha-1 - VC - 60%)

S7: Cajanus cajan (40 kg ha-1) Girassol (55.000 ptas ha-1)+U. ruziziensis

(15 kg ha-1 - VC - 60%)

S8: Stylosanthes capitata + S. macrocephala (8 kg ha-1)

Vigna unguiculata (160.000 ptas ha-1)

S9: Urochloa brizantha cv. Marandu (15

kg ha-1 - VC - 60%)

Milho (60.000 ptas ha-1)+U. ruziziensis (15 kg ha-1 - VC - 60%)

B

AAA

AAAA

44

44

2015/2016(1).

Sistema de produção Rendimento de grãos de soja (kg ha-1)

Safra 2014/2015 Safra 2015/2016

S1: Soja-Pousio PD/Soja-Pousio PD 2.763ns 1.889C

S2: Soja-Pousio PC/Soja-Pousio PC 2.837 2.276B

S3: Soja-Crotalaria spectabilis/Soja-Crotalaria spectabilis 4.059 2.686A

S4: Soja-Crotalaria breviflora/Soja-Milho + Crotalaria spectabilis 4.054 2.155B

S5: Soja-Pennisetum glaucum/Soja-Pennisetum glaucum 3.349 2.347B

S6: Soja-Urochloa ruziziensis/Soja-Urochloa ruziziensis 3.373 2.273B

S7: Soja-Cajanus cajan/Soja-Girassol + Urochloa ruziziensis 3.660 2.301B

S8: Soja-Stylosantes capitata + S. macrocephala/Soja-Vigna unguiculata 3.170 2.425B

S9: Soja-Urochloa brizantha/Soja-Milho+Urochloa ruziziensis 2.560 2.051C

CV (%) 24,26 7,67 (1)Médias seguidas por letras iguais, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knott, a 5% de

probabilidade. ns, não significativo pelo teste F a 5% de probabilidade. Pousio PD – Pousio plantio direto.

45

45

Tabela 3. Produção de fitomassa, cobertura do solo, teores de celulose, hemicelulose e lignina, relação C/N e macronutrientes por culturas anuais 1

e de cobertura no momento da dessecação para a semeadura da soja em sucessão nas safras 2014/15 e 2015/2016(1). 2

Sistema de cultivo

Fitomassa (kg ha-1)

Cobert. do solo (%)

Celulose (%)

Hemicelulose (%)

Lignina (%)

Relação C/N

Nitrogênio (kg ha-1)

Fósforo (kg ha-1)

Potássio (kg ha-1)

Cálcio (kg ha-1)

Magnésio (kg ha-1)

Safra 2014/2015

S1: Pousio PD 1.200d 41,66b 21,27f 33,65a 8,59d 31,99c 9,60e 2,64g 21,60d 5,16f 3,00e

S3: C. spectabilis 3.158c 33,33b 30,76c 17,65c 10,70c 24,91e 28,42b 8,90c 31,58c 15,71e 7,26d

S4: C. breviflora 2.236c 24,99b 27,80d 13,48e 11,94b 32,76c 15,65d 4,68f 8,94e 12,52e 4,25e

S5: P. glaucum 4.410b 33,33b 43,89a 23,54b 7,94d 54,88a 22,05c 7,86d 34,80c 15,43e 9,70c

S6: U. ruziziensis 7.400a 100,00a 14,60g 15,80d 4,86e 46,07b 44,40a 15,65a 103,60a 32,09a 22,94a

S7: C. cajan 4.648b 55,55b 25,91e 18,42c 18,47a 28,57d 41,82a 9,71b 27,88c 27,02b 9,14c

S8: Stylosanthes 2.896c 44,44b 35,43b 13,55e 2,54g 25,84e 23,16c 5,59d 23,16d 18,53d 7,23d

S9: U. brizantha 4.610b 83,33a 27,47d 18,65c 3,71f 27,75d 41,48a 10,36a 55,31b 23,04c 15,21b

CV (%) 15,63 31,73 3,14 4,72 7,57 3,91 17,61 8,20 18,18 14,12 18,54

Safra 2015/2016

S1: Pousio PD 2.675e 65,27c 42,07b 23,67c 12,26b 13,63d 54,30e 3,80e 22,64e 8,55g 11,23e

S3: C. spectabilis 3.400e 41,66d 41,46b 19,06e 8,60d 17,38c 53,38e 6,58d 18,63e 13,60e 14,28d

S4: Milho+C. spectabilis

4.447d 58,32c 48,54a 22,59c 6,42e 16,75c

76,48d 8,93c 58,69b 25,75d 19,48c

S5: P. glaucum 6.462b 84,71b 41,32b 27,25b 14,32a 20,58b 95,64c 6,91d 34,89d 36,93b 20,68c

S6: U. ruziziensis 8.071a 100a 39,52c 30,67a 3,47f 24,53a 93,62c 17,59a 45,67c 46a 34,70a

S7: Girassol+U. ruziziensis

5.092c 84,71b 39,71c 31,71a 7,24e 11,97e

122,73b 12,48b 73,33a 11,20f 19,35c

S8: V. unguiculata 2.478e 38,88d 48,73a 19,57e 10,83c 16,79c 39,90f 5,94d 32,54d 4,76h 9,41e

S9: Milho+U. ruziziensis

6.213b 83,32b 30,60d 20,60d 6,64e 11,99e

156,58a 9,94c 18,64e 34,79c 27,96b

CV (%) 24,48 13,74 1,80 3,43 9,98 6,69 10,10 13,56 12,50 5,93 12,37 (1)Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Pousio PD – Pousio plantio direto.3

46

46

Figura 3. Liberação de nitrogênio (A), fósforo (B), potássio (C), cálcio (D) e magnésio (E) por

culturas de cobertura na safra 2014/2015 em Rondonópolis, MT. Pousio PD – Pousio plantio direto.

T1/2= tempo de meia-vida.

A

AAA

B

AAA

C

AAA

D

AAA

E

AAA

47

47

Figura 4. Liberação de nitrogênio (A), fósforo (B), potássio (C), cálcio (D) e magnésio (E) por

culturas de cobertura na safra 2015/2016 em Rondonópolis, MT. Pousio PD – Pousio plantio direto.

T1/2= tempo de meia-vida.

A

B

C D

E

48

48

Figura 5. Produção de fitomassa (A) e quantidades acumuladas de nitrogênio (B), fósforo (C),

potássio (D), cálcio (E) e magnésio (F), no florescimento da soja em sistemas com culturas

antecessoras e sistemas de preparo de solo em Rondonópolis, MT na safra 2015/2016. Sistemas: S1:

Pousio plantio direto; S2: Pousio plantio convencional; S3: C. spectabilis; S4: Milho+C. spectabilis;

S5: P. glaucum; S6: U. ruziziensis; S7: Girassol+U. ruziziensis; S8: V. unguiculata; S9: Milho+U.

ruziziensis. Médias seguidas de mesma letra, na barra, não diferem entre si, pelo teste de Scott-

Knott, a 5% de probabilidade. *ns: não significativo.

A B

C D

E F

49

49

4.3 ARTIGO QUE SERÁ SUBMETIDO AO PERIÓDICO CIENTÍFICO “BRAGANTIA (QUALIS CAPES B1)”

Produção de fitomassa, ciclagem de nutrientes e atributos químicos microbiologia do

solo em sistemas de produção sob plantio direto

Resumo – O objetivo do trabalho foi avaliar a produção de fitomassa, acúmulo e liberação

de nutrientes, carbono da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico e

produtividade da soja em sistemas de produção com culturas de cobertura em sucessão a cultura da

soja em Latossolo Vermelho distrófico em Rondonópolis – MT. O experimento foi conduzido

durante a safra 2016/2017, na UFMT, Câmpus de Rondonópolis em delineamento de blocos

casualizados, com nove sistemas de produção de culturas de cobertura, com quatro repetições. As

avaliações foram realizadas imediatamente antes da dessecação de manejo em outubro de 2016, e

repetidas aos 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a dessecação de manejo (DAD). A Crotalaria

spectabilis destacou no acúmulo de fitomassa. A C. spectabilis e Urochloa ruziziensis destacaram-

se no acúmulo de nutrientes, com exceção do K, Mg e Cu, em que o sistema girassol + U.

ruziziensis se destacou para os dois primeiros e o milho + C. spectabilis para o Cu. O consórcio

entre milho + C. spectabilis foi o sistema que afetou mais positivamente a atividade da microbiota

no solo. Na safra 2016/17, os sistemas C. spectabilis, milho + C. spectabilis, girassol + U.

ruziziensis e U. ruziziensis foram eficientes para aumentar a produtividade da soja em sucessão a

culturas de cobertura no sul mato-grossense.

Palavras-chave: culturas de cobertura; microbiologia do solo; soja.

Introdução

A região do Cerrado se destaca no desenvolvimento do agronegócio, com destaque para a

produção de grãos. O estado de Mato Grosso tem notável importância no cenário nacional, com

uma área plantada de 15 milhões de hectares e produção de 43 milhões de toneladas (CONAB,

2017). O principal cultivo é o da soja, com 9 milhões de hectares e produção de 30 milhões de

50

50

toneladas na safra 16/17 segundo a CONAB (2017).

Mesmo com a exploração de novas áreas de cultivo, emprego de tecnologias e investimentos

financeiros, o atual sistema de produção de soja apresenta dificuldades para um incremento de

produção e produtividade. O principal entrave é a adoção de práticas que mitiguem as adversidades

climáticas, recorrente de fatores bióticos que afetam o desenvolvimento da cultura e exploração

sistêmica dos nutrientes do solo.

A adoção do preparo convencional, que consiste no processo de revolvimento do solo,

promove modificação na agregação do solo, no qual Costa et al. (2012) descrevem como um

manejo que promove maior exposição da superfície do solo e consequentemente promove maior

evaporação da água armazenada, selamento superficial e arraste de partículas pela chuva e vento.

Como alternativa surge o sistema plantio direto (SPD), que consiste em uma prática

conservacionista que se fundamenta na adoção de rotação de culturas, cobertura permanente do solo

e revolvimento exclusivamente na linha se semeadura (CASSOL et al., 2007; FANCELLI E

DOURADO, 2000). Sua eficácia depende de alguns fatores como a quantidade e qualidade dos

resíduos culturais (PIRES et al., 2008). O clima caracterizado por inverno seco, altas temperaturas e

estações secas prolongadas, como na safrinha na região do Cerrado, dificulta a implantação de

culturas de cobertura e a permanência de sua fitomassa sobre a superfície do solo (PACHECO et al.,

2008), pois elevam as taxas de decomposição se comparada a outras regiões.

A adoção de culturas de cobertura que apresentem um rápido estabelecimento, que sejam

capazes de aproveitar as chuvas finais de verão e produzir significativa quantidade de fitomassa,

favorece a conservação do solo e a ciclagem de nutrientes. Segundo Torres et al. (2008), a

semeadura de plantas de cobertura na entressafra apresenta capacidade de absorver nutrientes em

camadas subsuperficiais e posteriormente liberar em camadas superficiais via decomposição e

mineralização de resíduos, com isso contribui para eficiência no uso de insumos.

Alguns estudos demonstram que a braquiária, milheto e crotalária são coberturas vegetais

com boa adaptação ao Cerrado, com produção de resíduos vegetais em quantidade e qualidade

51

51

adequadas para suprir a necessidade de cobertura do solo (TORRES et al., 2008; BOER et al.,

2007). Para as condições edafoclimáticas do Cerrado, é necessário produzir aproximadamente 12 t

ha-1 de fitomassa para compensar as elevadas taxas de decomposição (ALVARENGA et al., 2001).

A consorciação de leguminosas semiperenes, como feijão-guandu, e gramíneas do gênero Urochloa

também são práticas de manejo que proporcionam incrementos significativos de fitomassa no solo

(AMABILE et al., 2000). A consorciação com culturas anuais, como o milho e o girassol, é

importante devido a produção de uma renda significativa ao produtor no período de safrinha.

Com a diversificação dos sistemas produtivos de safrinha, o SPD também tem contribuído,

principalmente, para melhorias nas propriedades químicas e biológicas do solo. Destaca-se

positivamente na agricultura pelo aumento da microbiota e pela melhoria da qualidade do solo.

Proporciona ainda aumento da matéria orgânica (PACHECO et al., 2009) e auxilia na ciclagem de

nutrientes por meio da decomposição da palhada (TORRES et al., 2008) realizada pela diversidade

de microrganismos encontrados nestes sistemas.

A diversidade de espécies implantadas inicia o processo de melhoria da qualidade do solo

que trará resultados significativos ao longo dos anos de implantação do sistema. Estas melhorias são

possíveis de serem avaliadas por meio de indicadores da qualidade do solo que demostram o real

estado em que o sistema se encontra. Dentre estes indicadores está presente a matéria orgânica do

solo que se configura como um elemento essencial, fonte de nutrientes e energia para a microbiota

do solo e fundamental para os processos de desenvolvimento dos sistemas agrícolas (DE-POLLI e

PIMENTEL, 2005). Portanto, estudos que demonstrem os benefícios e a efetividade da adoção de

manejo conservacionista do solo ao longo do tempo precisam ser realizados para obtenção de

maiores produtividades dos sistemas agrícolas.

Desta forma, o objetivo do trabalho foi avaliar a produção de fitomassa, acúmulo e

liberação de nutrientes, carbono da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico e

produtividade da soja em sistemas de produção com culturas de cobertura em sucessão a cultura da

soja em Latossolo Vermelho distrófico em Rondonópolis – MT.

52

52

Material e Métodos

O experimento foi realizado durante a safra 2016/2017, na Estação Experimental do Câmpus

Universitário de Rondonópolis da Universidade Federal de Mato Grosso – UFMT (16º27'41.75"S

54º34'52.55"O, altitude de 292 m), sendo o quarto ano de cultivo. O solo da área foi classificado

como Latossolo Vermelho distrófico (EMBRAPA, 2006), com relevo plano, anteriormente ocupado

com vegetação nativa de Cerrado. O clima da localidade é tropical de altitude quente úmido,

conforme a classificação de Köppen é CwA (SOUZA et al., 2013).

Antes da 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. 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.

O experimento foi realizado em delineamento de blocos casualizados, com nove sistemas de

produção de culturas semeadas em safrinha, com quatro repetições. Cada unidade experimental

apresentou dimensões de 7 m de largura x 9 m de comprimento, com um total de 63 m2 por parcela.

Em 02/10/2016, todos os sistemas de produção foram dessecados com uso de glyphosate

(1920 g i.a ha-1). No dia 16/10/2016 foi semeada a cultura da soja safra 2016/17, cultivar ANTA 82

RR com população de 29 sementes metro-1 e espaçamento entrelinhas de 0,45 m em todos os

sistemas de produção. A colheita da soja na safra 2016/17 foi realizada em 06/02/2017, e em

seguida, implantada as culturas em safrinha (Tabela 1).

A adubação utilizada na soja foi de 120 kg ha-1 de P2O5 e 22 kg ha-1 de N via monoamônio

fosfato 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. Nas culturas

anuais semeadas em safrinha (milho, V. unguiculata e girassol) as adubações seguiram

recomendações de Souza e Lobato (2004), enquanto que, nas culturas de cobertura não foram

utilizados fertilizantes.

Foram quantificadas a fitomassa seca, taxa de cobertura do solo e liberação de nutrientes

promovida pelas plantas de cobertura. As avaliações de fitomassa das plantas de cobertura foram

53

53

realizadas imediatamente antes da dessecação de manejo em outubro de 2016, e repetidas aos 15,

30, 60, 90 e 120 dias após a dessecação de manejo (DAD) para semeadura da soja. A taxa de

cobertura do solo foi avaliada segundo metodologia proposta por Crusciol et al. (2005), com uso de

um quadrado de ferro com dimensões de 50 x 50 cm (0,25m2), com uma rede de barbantes

espaçados que formavam cem pontos, nos quais, se observou a presença ou ausência de cobertura

proporcionada pelos resíduos vegetais em cada uma das intersecções dos pontos de amostragens.

Em seguida, a fitomassa seca foi obtida a partir da coleta da parte aérea e resíduos das plantas

de cobertura, através de dois pontos de amostragem por parcela. Em seguida, os resíduos vegetais

foram submetidos à secagem em estufa com temperatura de 60 ºC, até massa constante, e

posteriormente, será realizada a limpeza manual dos resíduos sem uso de água, para obtenção da

fitomassa seca. A produtividade de grãos da soja foi avaliada por meio de coletas em 2 m2,

expressos em kg ha-1 (padronizadas em 13% umidade).

Esses resíduos foram triturados em moinho tipo Willey (malha de 2 mm), para determinação

das concentrações de nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), enxofre

(S), boro (B), cobre (Cu), manganês (Mn) e zinco (Zn) seguindo metodologias propostas por

Nogueira et al. (2005). Para descrever a liberação de fitomassa e nutrientes ocorrida nas plantas 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 nutriente existente no tempo t, em dias (kg ha-1); Qo =

fração de nutrientes potencialmente liberados (kg ha-1), e k = constante de liberação de nutrientes (g

g-1). Com o valor de k, calculou-se o tempo de meia-vida (T½ vida) da fitomassa e dos nutrientes

remanescentes, que expressa o tempo que levará para metade da massa seca se decompor e metade

dos nutrientes serem liberados, com uso da fórmula T½ vida = 0,693/k, proposta por Paul & Clark

(1989).

As amostras de solo de 0-10 cm coletadas em pleno florescimento da soja e após dessecação

das culturas de cobertura, foram analisadas em relação aos teores de C na biomassa microbiana do

solo (BMS), utilizando o método da fumigação-extração (BROOKES et al., 1985) com a relação

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54

solo extrator 1:2,5 segundo Tate et al. (1988) e fator de correção de 0,33 (SPARLING E WEST,

1988; BROOKES et al., 1985).

Para a determinação da respiração basal do solo (RBS), foi utilizado o método proposto por

Jenkinson e Powlson (1976), com o processo de incubação realizado em um frasco de vidro de 2

litros (hermeticamente fechado) para não haver entrada ou fuga de CO2 durante 24 horas. Após o

processo de incubação o frasco foi retirado, adicionado o indicador e realizada a titulação sob

agitação magnética com solução de ácido clorídrico. O quociente metabólico (qCO2) foi obtido pela

a razão entre a respiração basal e o C da BMS.

A análise dos dados qualitativos foi realizada através do teste Scott-knott a 5% de

probabilidade, com auxílio do software SISVAR 5.6 (FERREIRA, 2008). Já os dados quantitativos

foram ajustados em equações, com auxílio do software SIGMA PLOT 10.0.

Resultados e discussão

Houve diferença significativa no acúmulo e decomposição de fitomassa pelos sistemas de

produção de culturas de cobertura. A C. spectabilis destacou-se como cultura de cobertura na

produção de fitomassa, com aproximadamente 7.300 kg ha-1 de matéria seca no dia do manejo de

dessecação (Figura 1). Porém apresentou o maior índice de decomposição, por apresentar tempo de

meia-vida de 34 dias, valor inferior aos demais tratamentos, o que demonstra um menor índice de

persistência da fitomassa no solo.

A decomposição acentuada dos tecidos vegetais da C. spectabilis são reflexos de sua

constituição celular, que são tecidos compostos por menor relação C/N e moléculas lignocelulósicas

Já o comportamento do pousio PD, com o tempo de 94 dias, o mais elevado entre os sistemas, está

relacionado à sua composição estritamente por plantas espontâneas (Digitaria horizontalis,

Digitaria insularis, Porophyllum ruderale e Tridax procumbens), que possuem reduzida área foliar

e consequentemente elevada relação caule-folha, o que dificulta sua decomposição por apresentar

concentração de materiais lignificados.

Em estudos realizados por Rodrigues Torres et al. (2014) e Fabian (2009) no município de

Uberaba – MG, também apresentaram menores tempo de meia-vida para crotalária e feijão de

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55

porco. Tal comportamento é justificado pela capacidade das leguminosas em fixarem nitrogênio e

favorecerem a atividade microbiológica do solo, a qual proporciona maiores velocidades na

decomposição dos resíduos culturais.

Os sistemas de produção apresentaram diferença significativa no acúmulo de nutrientes no

momento da dessecação (Tabela 2), no qual a C. spectabilis e U. ruziziensis destacaram-se para

esses parâmetros, com exceção do K, Mg e Cu, em que o consórcio entre girassol + U. ruziziensis

se destacou para os dois primeiros e o milho + C. spectabilis para o Cu.

A C. spectabilis acumulou maiores nível de nitrogênio, enxofre, boro e zinco entre os

sistemas (Tabela 2). O expressivo acúmulo de nitrogênio frente aos demais sistemas é justificado

pela capacidade da cultura em efetuar fixação biológica, o que a torna uma fonte significativa de

nitrogênio para o sistema. Quanto ao acúmulo de enxofre e o boro pela C. spectabilis, estes

apresentam correlação com a síntese de bases nitrogenadas pelo fato de a cultura ter apresentado

maior acúmulo de nitrogênio, logo seria provável maior necessidade desses nutrientes para o

equilíbrio nas atividades metabólicas da planta. O boro estimula a absorção radicular de zinco,

principalmente pela sua atividade no desenvolvimento meristemático, dessa forma houve

incremento na absorção desse micronutriente. Perin et al. (2004), em estudos com adubação verde

na zona da mata mineira, destacam a importância da crotalária para inserção de N ao solo através de

sua capacidade de fixar o nitrogênio atmosférico.

Quanto a U. ruziziensis, os nutrientes mais acumulados por esse sistema foram o fósforo,

cálcio e magnésio. Isso foi possível pela elevada produção de fitomassa da cultura e seu sistema

radicular vigoroso, que promove a absorção sistêmica desses nutrientes ao longo do perfil do solo.

Segundo Taiz e Zeiger (2013), o fósforo compõe moléculas energéticas como o ATP e NAPH, além

de ser constituinte celular, o cálcio compõe a estrutura das paredes celulares como um agente

cimentante das pectinas e o magnésio está centralizado na composição da molécula de clorofila.

Como a U. ruziziensis é uma cultura que renova constantemente os tecidos vegetais a partir de sua

rebrota, há incremento no acúmulo desses nutrientes em sua fitomassa, fato esse observado pelo

comportamento desse sistema de produção.

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56

Estudo realizado por Pacheco et al. (2011) no acúmulo e liberação de nutrientes por culturas

de cobertura no Cerrado goiano, destacaram a U. ruziziensis como uma cultura capaz de acumular

significativa quantidade de nutrientes em sua fitomassa, principalmente após o reinício das chuvas

em setembro e outubro, e assim, disponibilizá-los após sua decomposição.

O maior acúmulo encontrado para o K no consórcio entre girassol + U. ruziziensis (Tabela

2) reforça a elevada capacidade de extração e acúmulo desse nutriente pelo girassol, e ainda

reduzida exportação para o enchimento de grãos, o que incrementa a ciclagem desse nutriente ao

sistema de produção. Esta elevada capacidade de exploração e extração do K do solo pelo girassol

também foi observada por Castro et al. (1997). Para o Cu (Figura 2 H), o comportamento

apresentado pelo consórcio entre milho + C. spectabilis é reflexo de características

morfofisiológicas intrínsecas a cultura, que demandam maior necessidade desse micronutriente.

Para a liberação dos nutrientes (Figuras 2 A, B, C, D, E, F, G, H, I e J), houve semelhança

entre os tempos de meia-vida do macronutrientes, com exceção do K e S que sofreram rápida

liberação pelos sistemas de produção. Quanto ao N, o maior tempo de meia-vida foi encontrado no

sistema pousio PD e o menor na C. spectabilis, o que demonstra a diferença na dinâmica de

liberação desse material. Essa diferença de liberação pelos sistemas é justificada pela discrepância

na concentração de moléculas lignocelulósicas desses materiais, já que sua liberação está

estritamente ligada a essa composição. O material que compreende o pousio PD são plantas

espontâneas que possuem elevada relação caule/folha, o que aumenta a recalcitrância dos tecidos

vegetais e dificulta sua decomposição. A C. spectabilis, por ser uma leguminosa, possui menor

relação C/N, o que facilita sua decomposição e liberação de N ao sistema de produção.

Silva & Menezes (2007), em um estudo realizado com culturas de cobertura como adubo

verde, constataram a significativa importância do uso da crotalária para inserção de N e sua

acentuada liberação ao solo a partir de sua decomposição, provavelmente pela sua baixa relação

C/N, que favorece sua mineralização e incorporou uma biomassa lábil.

Para o P, a C. spectabilis e o consórcio milho + C. spectabilis apresentaram os maiores

tempos de meia-vida, 71 dias, e o menor na U. ruziziensis, com 34 dias (Figura 2 B). A presença de

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57

P nos tecidos vegetais está presente em moléculas energéticas, composição de paredes celulares e

acompanhante de proteínas. Assim, sua dinâmica de liberação dá-se a partir do momento da ruptura

das paredes celulares no momento da dessecação e oscila com a intensidade dos índices

pluviométricos, que podem acelerar sua liberação com o incremento na intensidade das chuvas. A

liberação mais intensa pela U. ruziziensis, demonstrada pelo seu tempo de meia-vida, reflete a

presença de tecidos mais jovens, provenientes de sua rebrota, uma vez que estes apresentam menor

relação C/N, o que favorece a liberação de P ao solo.

O K apresentou o menor tempo de meia-vida dentre todos os macronutrientes, com média de

15 dias (Figura 2 C). Essa rápida liberação é dada pelo fato de o K não estar ligado a nenhum

componente estrutural das células vegetais e sua maior parcela se alocar nos vacúolos celulares, que

facilita a lixiviação do material dos tecidos vegetais para o solo (TAIZ & ZEIGER, 2013). Os

tratamentos que apresentaram os menores tempos de meia-vida foram a C. spectabilis e o P.

glaucum, com 7 e 9 dias respectivamente. Tal comportamento justificado pela relação baixa C/N

apresentada pela C. spectabilis, assim, houve intensificação de sua liberação. Já para o P. glaucum,

por ter entrado em estádio de senescência antes das demais culturas, houve redução no tempo de

liberação do K, mesmo com uma maior relação C/N, se comparado com a C. spectabilis.

O Ca e o Mg apresentaram comportamento semelhante em sua liberação, com média de 45 e

49 dias respectivamente (Figuras D e E). A correlação entre as dinâmicas de liberação desses

nutrientes ao solo é relacionada à função desempenhada por cada um deles, o Ca por estar

principalmente ligado a cimentação das paredes celulares e o Mg como átomo central da molécula

de clorofila. Inicialmente há uma liberação mais acentuada devido à parte desse material estar

presente nos vacúolos celulares, após essa etapa inicial, a presença desse material está em moléculas

de decomposição mais lenta, assim, auxilia no incremento do tempo de meia-vida do Ca e Mg nos

sistemas de produção. Em estudo com leguminosas perenes em consórcio no estado do Rio de

Janeiro, Espíndola et al. (2006) encontraram comportamento semelhante para a liberação de Ca e

Mg, no qual correlacionaram tal comportamento com a função da composição da fitomassa, relação

C/N, teores de compostos fenólicos e lignina.

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58

Quanto ao comportamento apresentado pelo S, pôde-se identificar rápida liberação ao solo,

com média de 24 dias entre os tratamentos (Figura 2 F). O S tem como funções a ativação

enzimática, constituinte de aminoácidos e proteínas, materiais que com a senescência da cultura e a

lise celular são de fácil liberação, como observado no trabalho.

Para os micronutrientes, a C. spectabilis apresentou os menores tempo de meia-vida, com

exceção do Cu, no qual o menor valor foi no consórcio milho + C. spectabilis (Figura 2 G, H, I e J).

Hansel e Oliveira (2016) em análise da importância dos micronutrientes para a cultura da soja

notaram que sua rápida liberação ao solo com a lise celular se dá por serem ativadores enzimáticos

e não estarem ligados a alguma estrutura específica.

A atividade dos microrganismos do solo foi influenciada pelas culturas de cobertura com

reflexos principalmente no carbono da biomassa microbiana (C-BM) e no quociente metabólico

(qCO2) (Tabela 3). O C-BM foi altamente influenciado pelo consórcio entre milho e crotalária,

seguido pelo milheto e U. ruziziensis cultivados solteiros. Por fim, o feijão caupi cultivado

anteriormente à cultura da soja foi o que promoveu os menores teores de C-BM.

Possivelmente há um efeito benéfico do consórcio de uma gramínea com leguminosa

devido ao incremento de diversidade de plantas no sistema, além da maior adição de fitomassa pela

cultura do milho. Esses fatores favorecem o incremento de resíduos em quantidade e qualidade para

os microrganismos refletindo em incrementos no C-BM.

Além disso, mesmo com o aumento no C-BM não houve condição estressante aos

microrganismos, pois a RB não foi influenciada pelos sistemas, mas o qCO2 foi muito baixo no

consórcio com milho + C. spectabilis. Já para o feijão caupi esse atributo foi bastante elevado,

indicando condições adversas à biomassa microbiana. Estes resultados demonstram que as

gramíneas quando consorciadas com leguminosas promovem a manutenção do C no sistema, ou

seja, em cultivo solteiro a microbiota do solo consome mais C para manter uma menor população

microbiana.

Ainda, elevados valores de qCO2 indicam, em longo prazo, perdas de C do solo

demonstrando condições estressantes para a microbiota em função da grande quantidade de energia

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para sua manutenção. Com a introdução de uma leguminosa no sistema, incorpora-se um resíduo de

melhor qualidade, que ativa a microbiota do solo e ocorre maior acúmulo de C, inicialmente na

biomassa microbiana e, posteriormente, como C orgânico do solo.

Houve diferença significativa na produtividade da soja na safra 16/17 (Tabela 4), o que

demonstra a importância das culturas de cobertura na ciclagem de nutrientes. Os tratamentos que

proporcionaram maior produtividade à cultura da soja foram a C. spectabilis, girassol + U.

ruziziensis, U. ruziziensis e milho + C. spectabilis. As médias de tempo de meia-vida para os

nutrientes nesses sistemas de produção foi de aproximadamente 60 dias, o que coincide com a

maior demanda exigida pela soja, que é próximo ao seu florescimento e consequentemente

incrementaram a produtividade da soja.

A contribuição da C. spectabilis no incremento de N ao solo por meio de fixação biológica,

a capacidade da U. ruziziensis em acumular nutrientes na fitomassa e explorar de forma sistêmica o

perfil do solo e os consórcios por aumentar a diversidade microbiológica e terem liberação

gradativa dos nutrientes em sincronia com a demanda da cultura sucessora são fatores significativos

para auxiliar na maior eficiência de produção de soja no Cerrado mato-grossense.

Conclusões

1. A C. spectabilis promove o maior acúmulo de fitomassa entre os sistemas de produção no

momento da dessecação de manejo em SPD no Cerrado;

2. A C. spectabilis e U. ruziziensis destacam-se no acúmulo de nutrientes, com exceção do K,

Mg e Cu, em que o girassol + U. ruziziensis se destacou para K e Mg e o milho + C.

spectabilis para o Cu;

3. O consórcio entre gramínea e leguminosa promove melhorias nos atributos químicos do solo

para o desenvolvimento da cultura em sucessão;

4. O consórcio milho + C. spectabilis promove os melhores resultados quanto os níveis

carbono da biomassa microbiana, enquanto, V. unguiculata apresentou os piores resultados

quanto aos níveis de carbono da biomassa microbiana e quociente metabólico.

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60

5. Os sistemas C. spectabilis, milho + C. spectabilis, girassol + U. ruziziensis e U. ruziziensis

incrementam a produtividade da soja em sucessão.

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Podzólico VermelhoEscuro submetido a diferentes sistemas de manejo. Revista Brasileira de

Ciência do Solo, v.24, n.1, p.35-42, 2000.

WIEDER, R.K. & LANG, G.E. A critique of the anylitical methods used in examining

decomposition data obtained from litter bags. Ecology, Washington, v. 63, p. 1636-1642, 1982.

Tabela 1. Caracterização dos sistemas de produção com a semeadura da safrinha 2016 antes da

semeadura da soja safra 2016/2017.

PD- plantio direto com plantas espontâneas; PC- preparo convencional com uso de grade aradora + grade niveladora.

Sistemas Safrinha Safra

S1: Pousio em PD Soja ANTA 82 RR

S2: Pousio em PC Soja ANTA 82 RR

S3: Crotalaria spectabilis (30 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR

S4: Milho (60.000 ptas ha-1) + C. spectabilis Soja ANTA 82 RR

S5: Pennisetum glaucum ADR 9050 (18 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 Soja ANTA 82 RR

S8: Vigna unguiculata (40 kg ha-1) Soja ANTA 82 RR

S9: Milho + U. ruziziensis Soja ANTA 82 RR

64

64

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 1. Decomposição e tempo de meia-vida de culturas de cobertura safra 16/17 em

Rondonópolis – MT

65

65

Tabela 2. Produção de fitomassa e teores de macro e micronutrientes por culturas anuais e de cobertura no momento da dessecação para a

semeadura da soja em sucessão na safra 2016/17(1).

Sistema de cultivo

Fitomassa (kg ha-1)

Nitrogênio (kg ha-1)

Fósforo (kg ha-1)

Potássio (kg ha-1)

Cálcio (kg ha-1)

Magnésio (kg ha-1)

Enxofre (kg ha-1)

Boro (g ha-1)

Cobre (g ha-1)

Manganês (kg ha-1)

Zinco (kg ha-1)

S1: Pousio PD 2.962 B 29,02 D 2,75 B 5,00 D 17,12 B 10,45 C 11,58 B 2,20 C 2,18 D 55,06 E 3,99 D

S3: C. spectabilis 7.370 A 165,17 A 7,89 A 70,53 A 42,82 A 22,33 B 26,39 A 23,72 A 5,56 B 98,82 C 13,95 A

S4: Milho+C. spectabilis

6.466 A 72,48 C 6,27 A 44,94 B 38,92 A 19,91 B

23,02 A 4,78 B 8,94 A 83,40 D 9,79 B

S5: P. glaucum 5.972 A 75,31 C 7,34 A 35,71 C 42,82 A 29,26 A 19,59 A 3,39 C 3,45 C 65,20 D 8,66 B

S6: U. ruziziensis 6.630 A 111,45 B 7,82 A 34,34 C 68,75 A 20,15 B 22,54 A 3,14 C 3,30 C 74,36 D 9,54 B

S7: Girassol+U. ruziziensis

5.394 A 105,77 B 5,88 A 74,81 A 30,69 A 19,15 B

20,55 A 4,16 B 3,22 C 148,59 A 6,91 C

S8: V. unguiculata 3.415 B 33,46 D 1,84 B 5,74 D 16,19 B 7,89 C 12,09 B 2,62 C 3,29 C 47,43 E 4,80 D

S9: Milho+U. ruziziensis

6.231 A 78,57 C 6,98 A 49,28 B 39,13 A 22,37 B

7,97 B 5,84 B 4,01 C 121,24 B 7,56 C

CV (%) (1)Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Pousio PD – Pousio plantio direto.

66

66


0 20 40 60 80 100 120

Nitr

og

ên

io (

kg h

a-1

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180


Crotalaria spectabilis: 160,9exp(-0,0384t) R2:0,96** (T1/2: 18 dias)

Milho + C.spectabilis: 64,56exp(-0,0093t) R2:0,89** (T1/2: 74 dias)

Pennisetum glaucum: 67,65exp(-0,0146t) R2:0,91** (T1/2: 47 dias)

Urochloa ruziziensis: 105,62exp(-0,0256t) R2:0,89** (T1/2: 27 dias)


Vigna unguiculata: 31,09exp(-0,0132t) R2:0,95** (T1/2: 52 dias)

Milho + U.ruziziensis: 73,67exp(-0,0137t) R2:0,97** (T1/2: 51 dias)


0 20 40 60 80 100 120

Fósf

oro

(kg

ha

-1)

0

2

4

6

8

10



Milho + C. spectabilis: 5,82exp(-0,0098t) R2:0,94** (T1/2: 71 dfias)







0 20 40 60 80 100 120

Po

tássio

(kg

ha

-1)

0

20

40

60

80


Crotalaria spectabilis: 70,45exp(-0,1017t) R2:0,99** (T1/2: 7 dias)

MIlho + C. spectabilis: 44,22exp(-0,0473) R2:0,95** (T1/2: 15 dias)

Pennisetum glaucum: 35,39exp(-0,0776t) R2:0,97** (T1/2: 9 dias)

Urochloa ruziziensis: 34,72exp(-0,0506t) R2:0,99** (T1/2: 14 dias)


Vigna unguiculata: 5,39exp(-0,0247t) R2:0,95** (T1/2: 28 dias)



0 20 40 60 80 100 120

Cácio

(kg h

a-1

)

0

20

40

60

80










0 20 40 60 80 100 120

Ma

gn

ésio

(kg h

a-1

)

0

5

10

15

20

25

30

35


C. spectabilis: 21,66exp(0,0256t) R2:0,98** (T1/2: 27 dias)








0 20 40 60 80 100 120

En

xo

fre

(kg

ha

-1)

0

5

10

15

20

25

30









A B

C D

E F

67

67


0 20 40 60 80 100 120

Bo

ro (

g h

a-1

)

0

5

10

15

20

25










0 20 40 60 80 100 120

Cob

re (

g h

a-1

)

0

2

4

6

8

10










0 20 40 60 80 100 120

Manganês (

g h

a-1

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160










0 20 40 60 80 100 120

Zin

co (

g h

a-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16









Figura 2. Liberação de nitrogênio (A), fósforo (B), potássio (C), cálcio (D), magnésio (E), enxofre

(F), boro (G), cobre (H), manganês (I) e zinco (J) de culturas de cobertura safra 16/17 em

Rondonópolis – MT.

G H

I J

68

68

Tabela 3. Carbono na biomassa microbiana (C-BM), respiração basal (RB) e quociente metabólico

(qCO2) em sistema de produção de soja com culturas de cobertura na safrinha.

Tratamentos C-BM RB qCO2 mg C kg-1 de solo mg C-CO2 kg-1 de solo h-1 (mg C-CO2mg-1 C-BM h-1) x

10-3

Pousio PD 170,8 c 7,6 ns 47,8 b

Pousio convencional 227,6 c 7,1 33,3 b

Crotalaria spectabilis 171,2 c 5,7 36,6 b

Milho + C. spectabilis 421,4 a 6,8 16,3 b

Pennisetum glaucum 301,6 b 2,9 10,0 b

Urochloa ruziziensis 294,7 b 7,4 25,4 b

Girassol + U. ruziziensis 170,5 c 7,2 42,2 b

Vigna unguiculata 85,5 d 7,5 93,6 a

Milho + U. ruziziensis 210,2 c 8,8 44,2 b

Médias seguidas de mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste Scott-Knott a 5% de probabilidade.

Tabela 4. Produtividade de grãos de soja safra 16/17 cultivada em sucessão a culturas anuais e de

cobertura semeada em safrinha em Rondonópolis – MT.

Sistema de produção Produtividade (kg ha-1)

S1: Soja verão/ Pousio PD 2265,24 B

S2: Soja verão/ Pousio PC 1843,09 B

S3: Soja verão/ Crotalaria spectabilis 2871,56 A

S4: Soja verão/ Milho + C. spectabilis 2551,15 A

S5: Soja verão/ Pennisetum glaucum 2047,15 B

S6: Soja verão/ Urochloa ruziziensis 2609,25 A

S7: Soja verão/ Girassol + U. ruziziensis 2655,54 A

S8: Soja verão/ Vigna unguiculata 2280,28 B

S9: Soja verão/ Milho + U. ruziziensis 2380,47 B

CV (%) 13,71

Médias seguidas por letras iguais, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade.

69

69

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A partir dos resultados obtidos no experimento ao longo destes três anos agrícolas,

foi possível observar que, de um modo geral, os sistemas que se destacam para a produção

de fitomassa, proteção do solo, ciclagem de nutrientes, melhoria dos atributos

microbiológicos do solo e aumento da produtividade da soja em SPD são a U. ruziziensis e

C. spectabilis em sistemas solteiro e consorciado com milho e o sistema girassol+U.

ruziziensis. Estes sistemas de safrinha são indicados aos produtores da região sul de Mato

Grosso, pois possuem elevada capacidade de produção de fitomassa e de cobertura do solo

na safrinha e entressafra e durante a safra o protegem das intempéries climáticas por meio da

redução erosão e escorrimento superficial. Por meio desta elevada produção de fitomassa,

observou-se um acentuado acúmulo de nutrientes que é devido à adaptabilidade dos

sistemas radiculares destas culturas em extrair os nutrientes do solo para acúmulo na parte

aérea. Dentre os nutrientes acumulados em maior quantidade por estas culturas durante a

safrinha destacaram-se o N, K, Ca, Mg e S. A diversificação dos sistemas com gramíneas e

leguminosas foi fundamental para favorecer a microbiota do solo, uma vez que a inserção de

materiais em quantidade, mas principalmente com qualidade, é a solução para a melhoria da

qualidade do solo. Aliada a melhora na disponibilidade de nutrientes, está a produtividade

da soja que foi influenciada ao longo das safras por mais sistemas de produção. Isto

demonstra a importância e efetividade da construção do SPD, pois mesmo nos primeiros

anos já apresenta resultados satisfatórios quanto às propriedades do solo e eficiência no uso

de nutrientes.

O presente estudo trouxe alternativas quanto ao uso de culturas de cobertura no

Cerrado mato-grossense, no entanto, ainda são necessários estudos de campo de longa

duração que demonstrem a evolução de sistemas de cultivo quanto ao potencial em proteção

do solo, produção de fitomassa e ciclagem de nutrientes que sejam viáveis ao produtor pela

redução com os custos de produção e aumento no rendimento de grãos e que demonstrem

70

70

suas potenciais melhorias na qualidade química e biológica no sistema solo-planta que

resulte em um balanço positivo destes fatores ao longo do tempo de adoção do plantio

direto.

6. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS.

Durante a condução dos trabalhos o maior desafio foi as instabilidades climáticas, que resultou

em alterações nos prazos de semeadura e dificuldade no estabelecimento de plantas. Para minimizar

esses efeitos, foi realizado replantio das falhas de estande em tempo hábil. Conforme informado no

ultimo relatório parcial, nosso entrave estava está sendo o processamento das analises

microbiológicas e da matéria orgânica. Os dados de C da biomassa microbiana, respiração basal e

quociente metabólico foram realizadas logo após a coleta das amostras e ficaram consistentes e

foram mostrados nesse relatório. Todavia, os dados de N da biomassa microbiana e os estoques de

C e N das frações lábeis da matéria orgânica não ficaram consistentes. Estas análises foram todas e

repetidas e a inconsistência continuou. Acredita-se que o tempo de armazenamento das amostras foi

o fator determinante para isso, uma vez que o Laboratório que foram realizadas essas análises

estava indisponível após a coleta das amostras. Vamos repetir essas análises na atual safra, e se for

de interesse da Agrisus, enviaremos um relatório com esses resultados.

RONDONÓPOLIS, 01 DE DEZEMBRO DE 2017

________________________________________

LEANDRO PEREIRA PACHECO

71

71

ANEXO I: RELATÓRIO TÉCNICO-FINANCEIRO 2017

PROJETO: Sistemas de produção de soja com uso de plantas de cobertura na produção de fitomassa, ciclagem de nutrientes e dinâmica da matéria orgânica e microbiologia do solo em Mato Grosso.

NÚMERO DO PROJETO: PA 1604/15

COORDENADOR: Leandro Pereira Pacheco

DESPESAS R$

Material de Consumo 10.706,00

Material Permanente --

Serviços de Terceiros (Pessoa Jurídica) 5.319,12

Despesas com Hospedagem 140,30

Despesas de Alimentação 164,18

Despesas de Transporte 2.438,12

Despesas com Passagem Aérea (Nacional) --

Despesas com Passagem Aérea (Internacional) --

Despesas de Manutenção --

Aquisição de Publicações (Nacional) 895,40

Aquisição de Publicação (Internacional) --

Locação de Equipamentos --

Equipamentos (Nacional) --

Equipamentos (Internacional) --

Despesas com Importação --

Bolsa de Estudos --

Outros --

TOTAL 19.663,12

72

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ANEXO II – IMAGENS DO EXPERIMENTO E ANÁLISES LABORATORIAIS

73

73

74

74

75

75

76

76

77

77

Rondonópolis, 24 de janeiro de 2018.

Leandro Pereira Pacheco

Coordenador

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