Sucessão e rotação de culturas em sistema de semeadura direta: implicações na emissão de CO2 e atributos do solo - Xavier, Clariana Valadares [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018)
Em áreas agrícolas, a emissão de CO2 do solo (FCO2) é um processo decorrente da interação de diversos fatores, tais como as condições de solo e clima. A adoção das práticas de manejos do solo e da cultura determina a intensidade desse processo. Embora os efeitos das atividades agrícolas sobre a FCO2 serem reportados em vários estudos, ainda existe uma escassez de trabalhos que avaliem conjuntamente o efeito dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo sob a FCO2 em sistema de semeadura direta estabelecido por mais de 16 anos. Assim, a hipótese deste estudo baseia-se no fato que às culturas de verão e entressafra em sistema de semeadura direta, ao fornecer diferentes aportes residuais, afetam os atributos do solo refletindo na variabilidade da emissão de CO2. Objetivou-se quantificar e caracterizar a relação da emissão de CO2 com os atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo, bem como na variação temporal do gás ao final do ano agrícola 2015/2016, em área sob sistema de semeadura direta com rotação de culturas consolidado por mais de 16 anos. Para o estudo foi adotado o delineamento experimental em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pelos resíduos da colheita de três sequências de culturas de verão (rotação soja-milho, monocultura de milho e monocultura de soja), com cinco culturas de entressafra (milho, sorgo, crotalária, guandu e milheto). Ao final da colheita destas culturas foram avaliadas a FCO2, a temperatura e a umidade do solo ao longo de um período de 51 dias. Após estas avaliações foram realizadas coletas de solo, na profundidade de 0-0,10 m e 0,10-0,20 m para a determinação dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Por meio da análise multivariada observou-se que a caracterização do padrão da FCO2 e dos demais atributos do solo, em função dos manejos com os resíduos das culturas de verão e de entressafra, difere de acordo com a camada analisada. Na camada de 0,10-0,20 m, não houve diferença entre os manejos estudados; porém, ao avaliar a camada superficial (até 0,10 m), os teores de argila, matéria orgânica, soma de bases, carbono da biomassa microbiana, a atividade enzimática da desidrogenase e amilase, além do grau de humificação da matéria orgânica, contribuíram para caracterizar às diferenças na emissão de CO2. Desta forma, a variação na emissão é mais influenciada pela microbiota e pelos manejos na camada superficial do solo. Quando analisada a variação temporal da FCO2, temperatura e umidade do solo, observou para a FCO2 efeito significativo da interação entre o tempo e às sequências das culturas de verão (F = 1,44; p = 0,02), bem como do tempo com às culturas de entressafra (F = 2,26; p < 0,01). Para a Usolo (F = 1,83; p < 0,01) e Tsolo (F = 1,32; p = 0,01) houve interação tripla entre às sequências das culturas de verão, às culturas de entressafra e ao longo do tempo. A variação temporal da FCO2 foi relacionada à sua maior sensibilidade às alterações na umidade do solo, independentemente do manejo avaliado. Entretanto, não se observou relação significativa entre a emissão de CO2 e a temperatura do solo.

In agricultural areas, soil CO2 emission (FCO2) is a process due to the interaction of several factors, such as soil and climate conditions. The adoption of soil and crop management practices determines the intensity of this process. Although the effects of agricultural activities on FCO2 have been reported in several studies, few of them jointly assess the effect of physical, chemical, and biological soil attributes on FCO2 under a no-tillage system established for more than 16 years. Thus, the hypothesis of this study is that summer and off-season crops under the no-tillage system, when providing different residual inputs, affect soil attributes, reflecting on FCO2 variability. The experiment was carried out in strips with three replications. Treatments consisted of crop residues from three summer crop sequences (soybean-corn rotation, corn monoculture, and soybean monoculture) with five off-season crops (corn, sorghum, crotalaria, pigeon pea, and millet). At the end of harvest, FCO2, soil temperature (Tsoil), and soil moisture (Msoil) were assessed over a period of 51 days. Subsequently, soil samples were collected at depths of 0–0.10 and 0.10–0.20 m for determining the physical, chemical, and biological soil attributes. The multivariate analysis showed that the characterization of the pattern of FCO2 and other soil attributes, as a function of the management with summer and off-season crop residues, differed according to the analyzed soil layer. In the 0.10-0.20 m layer no difference was observed between the studied treatments. However, the contents of clay, organic matter, the sum of bases, microbial biomass carbon, dehydrogenase and amylase enzyme activity, and the humification index of organic matter in the most superficial soil layer (up to 0.10 m), contributed to characterize the differences in FCO2. Thus, the variation in FCO2 is more influenced by microbiota and the management in the most superficial soil layer. When the temporal variation of FCO2, Tsoil, and Msoil was analyzed, we observed for FCO2 a significant effect of the interaction between time and summer crop sequences (F = 1.44; p = 0.02), and time and off-season crops (F = 2.26; p <0.01). For Msoil (F = 1.83; p < 0.01) and Tsoil (F = 1.32; p = 0.01), a triple interaction was observed between summer crop sequences, off-season crops, and time. The temporal variation of FCO2 was related to its higher sensitivity to changes in Msoil regardless of the assessed management. However, no significant relationship was observed between FCO2 and Tsoil. Therefore, management systems under no-tillage are more balanced, i.e. less prone to sudden changes in their physical, chemical, and biological conditions. Thus, the average daily values of FCO2 tend to be stable, and variations in gas dynamics over time is given only under precipitation conditions and its effect on the soil moisture and pore ratio.
Crop succession and rotation in the no-tillage system: implications for soil CO2 emission and soil attributes
Keywords: Atributos do solo; Resíduos da cultura; Respiração do solo