Sistemas de preparo do solo a longo prazo e seus efeitos nos indicadores físicos-mecânicos e produtividade das culturas

Abstract

Resumo: A degradação do solo é avaliada usando atributos e indicadores de qualidade física do solo (IQFS), que causam perdas de rendimento em grandes culturas, tais como soja, trigo e milho. O objetivo geral desse estudo foi determinar, analisar e integrar parâmetros de indicadores físicos-mecânicos relacionando-os com a produtividade das culturas, em diferentes sistemas de preparo do solo de longo prazo. Para atingir esse objetivo, o estudo foi dividido em dois capítulos. Capítulo 1: destaca o estudo de IQFS sob diferentes sistemas de preparo de longo prazo, verificando-se qual(is) sistema(s) afeta(am) as funções físicas do solo, causando impactos na produtividade das culturas de soja e trigo. Foram realizadas também correlações entre os IQFS e a produtividade dessas culturas. O Capítulo 2 apresenta a integração de parâmetros físicos-mecânicos, relacionados com a densidade do solo, para propor intervalos de pressões aplicadas ao mesmo, que podem afetar a produtividade das culturas e, a capacidade de suporte de carga do solo. O estudo foi realizado em uma área experimental pertencente à Fundação ABC, no município de Ponta Grossa-PR. O delineamento experimental adotado foi em blocos ao acaso, sendo os tratamentos os sistemas de preparo do solo: plantio direto (PD), plantio direto escarificado (PDE) e preparo convencional do solo (PC). Foram realizadas amostragens em 2014, 2015, e 2016, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, de textura argilosa, no centro das camadas de 0,00-0,15 e 0,15-0,30 m. No primeiro capítulo observou-se que apenas alguns IQFS, das funções atreladas à capacidade de suportar o crescimento de raízes e resistência do solo à degradação correlacionaram-se significativamente com a produtividade de trigo. O volume médio de mesoporos, ( Ø entre 100 e 30 µm), não apresentou diferenças significativas entre os sistemas de preparo. Assim como, as funções físicas que tratam do equilíbrio entre fluxo e armazenamento de água no solo. Entretanto, o PD foi indicado como o mais adequado para sustentabilidade do solo e produtividade das culturas entre os três sistemas. No segundo capítulo foi possível estabelecer relações entre a produtividade e, a frequência maior de um volume desfavorável de mesoporos ( Fi MesAdverso), e a densidade do solo crítica (rô scrítica). O PD apresentou maior rendimento acumulado entre os três sistemas, tendo relação significativamente negativa com a maior frequência de volume de mesoporos de 0,07 m³ m¯³ (Fi MesAdverso), e positiva com a rô scrítica. Ademais, o uso de indicadores como a densidade de alerta (rô sa), rô scrítica, Fi MesAdverso, e a pressão de preconsolidação (sigma P), propiciaram parâmetros físicos que subsidiaram a determinação de pressões consideradas desfavoráveis ao desenvolvimento de plantas, e à capacidade de suporte de carga do solo. Nesse estudo, o Fi MesAdverso indicou efeitos deletérios na disponibilidade de água, mesmo sem promover deformações plásticas (sigma P) ou condições de alta degradação física, como a rô scrítica. O intervalo de pressões físicomecânicas adversas do solo mostrou-se aplicável, com a integração da CRA, da CCS e do intervalo hídrico ótimo, considerando não apenas as pressões que causam compactação adicional ao solo, mas também àquelas que afetam a disponibilidade hídrica às plantas, e consequentemente, sua produtividade.

Abstract: Soil degradation is assessed using attributes and soil physical quality indicators (SFQI), that cause yield losses in large crops, such as soybeans, wheat and corn. The general objective of this study was to determine, analyze and integrate physicalmechanical parameters of indicators, relating them to crop yield, in different long-term soil tillage systems. To achieve this objective, the study was divided into two chapters. Chapter 1: highlights the SPQI in different long-term tillage systems, verifying which system(s) affect the soil physical function(s), causing an impact on the yield of soybean and wheat crops. Correlations were also made between the SFQI and the yield of these crops. The Chapter 2 presents the integration of physical-mechanical parameters related to soil bulk density (rô B) to propose ranges of applied stresses, which can affect crop yield and soil load-bearing capacity. The study was carried out in an experimental area that belongs to the Fundação ABC, in the municipality of Ponta Grossa-PR. The experimental design adopted was randomized block experimental design, with the treatments being the following systems: no-tillage (NT), strategic tillage (ST) and conventional tillage (CT). The soil sampling was performed in 2014, 2015 and 2016, in a Rhodic Ferralsol, with a clayey texture, at the center of the two layers (0.00-0.15 and 0.15-0.30 m). In the first chapter, it was observed that only some SFQI, of the functions linked to the capacity to support root growth and soil resistance to degradation, were significantly correlated with wheat yield. The mean volume of mesopores, ( Ø between 100 and 30 µm), had no significant differences between tillage systems. As well, the physical functions that deal with the balance between flows and water storage in the soil. Nonetheless, the NT system was indicated as the most suitable for yielding and soil sustainability among the three systems. In the second chapter, it was possible to establish relationships between yield and, the increased frequency of an adverse volume of mesopores (Fi MesAdverse), and the critical soil bulk density (rô BCritical). The NT showed the highest accumulated yield among the three systems, having a significantly negative relationship with the highest frequency of mesopores volume of 0.07 m³ m¯³ (Fi MesAdverse), and a positive relationship with rô BCritical. Furthermore, the use of indicators as bulk density alert value (rô BA), rô BCritical, Fi MesAdverse, and precompression stress (sigma P), provided physical parameters that supported the determination of stresses considered adverse for plant growth, and the soil loadbearing capacity. In this study, Fi MesAdverse indicated deleterious effects on water availability, even without promoting plastic deformations, through (sigma P) or conditions of high physical degradation, like the rô BCritical. Soil adverse physical-mechanical stress range proved to be applicable, with the integration of SWRC, SCC and least limiting water range, considering not only the stresses that causes additional compaction to the soil but also those that affect water availability to plants and consequently, their yield.