Soil acidity management on an oxisol quality and wheat-common bean growth under a long term no-tillage system

Carmeis Filho, Antonio Carlos de Almeida [UNESP]

Soil acidity management on an oxisol quality and wheat-common bean growth under a long term no-tillage system

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Data

2016-12-21

Autores

Carmeis Filho, Antonio Carlos de Almeida

Orientador

Crusciol, Carlos Alexandre Costa

Pós-graduação

Agronomia (Agricultura) - FCA

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Tese de doutorado

Direito de acesso

Acesso aberto

Resumo

Resumo (português)

Os distúrbios químicos e físicos do solo estão entre os principais fatores que restringem o potencial produtivo da agricultura tropical. A baixa capacidade produtiva tem sido associada principalmente à acidez do solo e deficiência de macronutrientes, portanto, é fundamental o desenvolvimento de estratégias que ampliem a capacidade de produção de solos ácidos tropicais. O calcário e o gesso agrícola (PG) são materiais comumente empregados na agricultura para melhorar as propriedades químicas do solo, mas existem poucas informações sobre os efeitos da aplicação superficial desses produtos nas propriedades físicas dos Latossolos e nas diversas frações da matéria orgânica do solo (SOM). Diante destes aspectos, este trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação superficial de calcário e PG sobre os atributos químicos e físicos do solo, crescimento radicular, nutrição de plantas, componentes de produção, características tecnológicas e produtividade de trigo e feijão e sobre as diversas frações de SOM, as quais são consideradas críticas para tornar os sistemas agrícolas tropicais sustentáveis e produtivos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições. Foram estabelecidos quatro tratamentos: controle (sem aplicação de calcário e gesso); PG (2,1 Mg ha-1); calcário (2,0 Mg ha-1); e uma combinação de calcário e PG (2,0 e 2,1 Mg ha-1, respectivamente). Desde a instalação do experimento em 2002, as doses de calcário e PG foram aplicadas três vezes (2002, 2004 e 2010). A calagem superficial reduziu a acidez do solo nas camadas superficiais e subsuperficiais, com resultados positivos de adição de PG e calcário no pH do solo, teores de Ca2+ e Mg2+ e saturação de bases nas camadas superficiais do solo (0-0,10 m). A aplicação superficial de calcário é eficaz para aumentar o crescimento radicular do trigo e feijão nas camadas subsuperficias, além disso, favoreceu os aspectos nutricionais e rendimento de grãos de ambas as culturas. A alta correlação entre os principais atributos químicos do solo e as diversas frações da SOM demonstra que a adição de Ca e Mg e a redução na toxicidade do Al no solo são fundamentais para favorecer o acúmulo de SOM. A combinação de calcário e PG melhorou a qualidade da SOM, aumentando a formação e estabilização de substâncias húmicas no solo. Além disso, a associação de ambos os produtos também proporcionou melhorias significativas nas propriedades físicas do solo, induzindo maior formação e estabilização de macroagregados (> 1,0 mm). Esta condição proporcionou melhor proteção física da SOM, induzindo maior acúmulo de carbono orgânico nessas estruturas. Consequente, foi observado uma significativa melhoria na estrutura do solo, resultando em maior macroporosidade, bem como menor densidade do solo e resistência à penetração. A dose de calcário calculada para aumentar a saturação de base no solo (0-0,20 m) a 70% foi considerada adequada para a recomendação de calagem superficial em um Latossolo tropical conduzido sob sistema plantio direto, porém a combinação com PG proporciona maiores benefícios nos atributos químicos e físicos do solo e qualidade da SOM.

Resumo (inglês)

Soil chemical and physical disorders are among major limiting factors to improve productive potential of tropical agriculture. The low productive capacity has been associated especially to soil acidity and macronutrient deficient, thus the development of strategies that improve production capacity of tropical acid soils are required. Lime and phosphogypsum (PG) are materials commonly used to improve soil chemical condition, but there is few information about the long-term effects of these products, applied superficially, especially on Oxisol physical properties and organic matter pools. Therefore, this research aimed to evaluate the effect of surface application of lime and PG on the soil chemical and physical attributes, root growth, plant nutrition, yield components, technological characteristics and yield of wheat and common bean, and soil organic matter (SOM) pools considered critical to make agricultural tropical systems sustainable and productive. A randomized complete block design was used and treatments were replicated four times. Four treatments were carried out: control (without lime and gypsum application); PG (2.1 Mg ha-1); lime (2.0 Mg ha-1); and a combination of lime and PG (2.0 and 2.1 Mg ha-1, respectively). Since the experiment was established in 2002, the amendments rates have been applied three times (2002, 2004, and 2010). Superficial liming alleviated Oxisol acidity in the surface and subsurface layers after twelve years under soil acidity management, with positive results of PG associated to lime on soil pH, Ca2+ and Mg2+ levels, and base saturation in the topsoil layers (0-0.10 m). The surface application of lime is effective to improve root growth in subsurface layers, crop nutrition and wheat and common bean grain yield. The high correlation between soil chemical attributes and organic carbon pools shows that the soil organic matter (SOM) input was favored mainly by high levels of Ca and Mg and low levels of exchangeable Al in the soil. The combination lime and PG improved the SOM quality, increasing the formation and stabilization of humic substances in the soil. The use of both soil amendments combined also provided significant improvements on soil physical properties, manly in the formation and stabilization of large aggregates (>1.0 mm). This condition provided better physical protection of SOM, inducing higher organic carbon accumulation in these structures. Consequently, it was observed a better soil structure, resulting in greater macroporosity as well as lower soil bulk density and penetration resistance. Lime rate estimated to increase the base saturation in the topsoil (0-0.20 m) to 70% was considered appropriate for surface liming recommendation in a tropical Oxisol under no-tillage system, but the combination with phosphogypsum provides major benefits on soil chemical and physical attributes and SOM quality.