Composto de lodo de esgoto associado a plantas de cobertura incrementa a saúde do solo e a produtividade de soja sob plantio direto no cerrado

Abstract

A adubação orgânica associada às práticas conservacionistas pode manter ou aumentar a saúde do solo e incrementar a produtividade das culturas. No presente estudo, buscou-se avaliar os efeitos do fornecimento de fertilizante orgânico (i.e., composto de lodo de esgoto – CLE) ou mineral associado ao cultivo de plantas de cobertura (i.e., capim-marandu ou ‘mix’ de crotalária juncea+milheto+nabo forrageiro) na saúde do solo e na produtividade de grãos de soja. Para tal, um experimento de campo foi realizado ao longo de seis anos no Cerrado brasileiro, usando um delineamento de blocos casualizados com oito tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial, sendo: dois sistemas de cultivo/rotação (I. soja/milho/capim marandu/feijão-comum/aveia/trigo e II. arroz/feijão/capim-marandu/milho/soja + mix de nabo forrageiro, crotalária e milheto) e quatro tipos de adubação (i = sem CLE e fertilizantes minerais, ii = sem CLE e com fertilizante mineral convencional, iii = fornecimento de 5 t ha-1 de CLE (base úmida) e iv = fornecimento de 10 t ha-1 de CLE (base úmida). Para monitorar a saúde do solo foram avaliados em duas profundidades (0,0–0,1 e 0,1–0,2 m) os indicadores físicos (macroporosidade, microporosidade, porosidade total, densidade e resistência do solo a penetração), químicos (P, K, Zn, pH e CTC) e biológicos do solo (taxa respiratória do solo – C-CO2, C-Biomassa microbiana, C total, N total, C/N total, atividade enzimática – arylsulfatase, β-glucosidase, fosfatase ácida e glomalina facilmente extraível). Utilizou-se, também, a ferramenta de avaliação dinâmica Soil Management Assessment Framework –SMAF, onde, os indicadores densidade do solo, pH, P, K, β-glucosidase, C total, C-Biomassa microbiana foram convertidos em índices de saúde do solo (SHI) e correlacionados com a produtividade de soja. Em comparação ao tratamento controle, o residual de três aplicações de 10 t ha-1 de CLE, especialmente combinado com o ‘mix’ de plantas de cobertura, incrementou a macro e porosidade total do solo, pH, P, K, Zn, CTC e C total nas duas profundidades e, atividade da arylsulfatase e β-glucosidase e teor de glomalina facilmente extraível na profundidade de 0–0,1 m. Em comparação ao tratamento controle, o cultivo ‘mix’ combinado com o residual de três aplicações de 5 t ha-1 de CLE incrementou a produtividade de grãos de soja em 29%. O índice químico (SHI-Q) se correlacionou positivamente com a produtividade de soja nas duas profundidades e negativamente com o índice biológico (SHI-B). O SHI-B respondeu positivamente a combinação do ‘mix’ com o residual de três aplicações de 10 t ha-1 de CLE, aumentando do ano IV para o ano V. Os resultados evidenciam a importância das plantas de cobertura associadas à adubação orgânica na promoção de cultivos sustentáveis em agroecossistemas tropicais.

The organic fertilizer associated with conservative practices may improve soil health and increase crop productivity. This study aimed to evaluate the effects of providing organic (i.e., composted of sewage sludge – CSS) or mineral fertilizer combined with cover crops management (i.e., marandu grass or crotalaria juncea + millet + forage radish mix) on soil health and soybean yield. A field experiment was carried out in the Brazilian Cerrado for six crop year using a randomized complete block design with eight treatments and four replications. The treatments were arranged in a factorial scheme, with two cropping systems/rotatio (I. soybean/maize/marandu grass/common beans/peas/oats/wheat) and II. rice/bean/marandu grass/maize/soybean + mix of forage radish, crotalaria juncea and millet) and four types of fertilization (i = no fertilization with CSS and mineral fertilizers, ii = no fertilization with CSS and conventional mineral fertilization, iii = supply of 5 t ha-1 of CSS (wet basis) and iv = supply of 10 t ha-1 of CSS (wet basis). To assess soil health, the following were evaluated at two depths (0–0.1 and 0.1–0.2 m) physical indicators (macroporosity, microporosity, total porosity, soil bulk density, and resistance to penetration), chemical indicators (P, K, Zn, pH, and CTC), and biological indicators (soil respiration rate – C-CO2, C-microbial biomass, total C, total N, total C/N, enzyme activity such as arylsulfatase, β-glucosidase, acid phosphatase, and easily extractable soil glomalin). The dynamic assessment tool Soil Management Assessment Framework-SMAF was also used, where the indicators soil bulk density, pH, P, K, β-glucosidase, Total C, C-microbial biomass were converted into Soil Health Index (SHI) and correlated with soybean yield. When compared to the control treatment, the residual of three applications of 10 t ha-1 of CSS, especially when combined with the ‘mix’ of cover crops, increased the soil's macro and total porosity, pH, P, K, Zn, CTC, and total C for both depths and the activity of arylsulfatase and β-glucosidase and the content of easily extractable glomalin in the 0–0.1 m depth. When compared to the control treatment, mix cultivation combined with the residual of three applications of 5 t ha-1 CSS increased soybean grain productivity by 29%. The soil chemical index (SHI-Q) correlated positively with soybean productivity at both depths and negatively with the soil biological index (SHI-B). The SHI-B responded positively to the combination of the mix and the residual of three applications of 10 t ha-1 of CSS, increasing from year IV to year V. The results show the importance of cover crops associated with organic fertilization in promoting sustainable crops in tropical agroecosystems.