Manejo do solo e de culturas de antecessão sobre a produtividade
do milho em experimento de longa duração
Alceu Pedrotti1; Felipe Marcel Sousa Aciole1; Tácio Oliveira da Silva1; Eloá Moura Araujo1; Djail Santos2; Ariosvaldo Vieira Mello Jr.3
1
Universidade Federal de Sergipe, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde, Departamento de Engenharia Agronômica, Av. Marechal Rondon, s/n, 49100-000, São Cristóvão, (79) 2105-6988. E-mail: alceupedrotti@gmail.com; felipemarccell@hotmail.com; taccios@hotmail.com; eloama_@hotmail.com. 3 Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Solos e Engenharia Rural, CCA/UFPB, Areia, PB, CEP 58.397000 -santosdj@cca.ufpb.br. 3Universidadede São Paulo, Escola Politécnica, Av. Prof. Almeida Prado, 83, PHD, prédio Eng. Civil. Cidade universitária, São Paulo-SP, 05508-900, São Cristóvão, SE. E-mail: arimellojr@gmail.com
Resumo: Os sistemas de preparo do solo e o uso de culturas antecessoras são alternativas sustentáveis para a manutenção dos agroecossistemas, no aporte de matéria orgânica e na qualidade do solo na região dos Tabuleiros Costeiros do estado de Sergipe. Visou-se neste estudo avaliar a produtividade do milho doce (Zea mays L.) nos diferentes sistemas de preparo do solo, cultivo convencional (CC), cultivo mínimo (CM) e o plantio direto (PD) em antecessão a quatro espécies de leguminosas crotalária (Crotalaria juncea), guandu (Cajanus Cajan), feijão (Phaseolus vulgaris) e amendoim (Arachis hipogeae). O experimento vem sendo desenvolvido desde 2001 no Campus Rural – área experimental da Universidade Federal de Sergipe, no Povoado Timbó – São Cristóvão (SE), com delineamento em esquema fatorial em faixas, com parcelas subdivididas, sendo os sistemas de cultivo/preparo do solo alocados em faixas e, nas parcelas subdivididas as plantas de sucessão, e em triplicata. Em 2011, as componentes analisadas foram à produtividade de espigas comerciais do milho (kg ha-1), número de espigas (espigas ha-1) e quantidade de plantas com espigas comerciais. A cultura da crotalária se destacou entre as leguminosas, contribuindo para níveis mais elevados de produtividade de espigas, possivelmente devido à maior sincronização entre a liberação de N e a demanda deste nutriente pelo milho. Nos sistemas de preparo do solo, o Plantio Direto proporcionou maior produtividade em número de plantas e na eficiência de produção de espigas por plantas. A utilização de plantas de antecessão em associação ao cultivo do milho doce e /ou outras culturas, pode representar uma adequada alternativa para potencializar a produtividade agrícola na região.
Palavras chave: Plantio direto, agroecossistemas, Zea mays L.
Management of soil and previous crops on the productivity of maize in long-term experiment
Abstract: Tillage systems and the use of predecessor crops are sustainable alternatives for maintenance of agroecosystems the input of organic matter and soil quality in the Coastal Tableland region of the State of Sergipe in Brazil. This study was carried out with the objective to evaluate the yield of sweet corn (Zea mays L.) in different systems of tillage, conventional tillage (CC), minimum tillage (CM) and no tillage (NT) in the area previously under four species of legumes (Crotalaria juncea), pigeon pea (Cajanus cajan), beans (Phaseolus vulgaris) and groundnut (Arachis hipogeae). The experiment has been developed since 2001 in the experimental area of Rural Campus of Federal University of Sergipe, in Timbo Village – São Cristóvão (SE), in a factorial design in split plot, and farming systems / soil preparation allocated in main plot and previous crop , in a split plots with three replications. In 2011, the components analysed were: productivity of commercial corn cobs (kg ha-1), number of ears (ears ha-1) and number of plants with commercial ears. The crop of sunn hemp stood out among the legumes contributing to higher levels of productivity of ears, possibly due to greater synchronization between N release and the demand of corn for this nutrient. In systems of tillage, no tillage provided the largest number of plants and production efficiency of ears per plant. The use of previous crops in association with the cultivation of sweet corn and/or other crops that may represent a suitable alternative to boost agricultural productivity in the region.
Introdução
O milho é o principal cereal produzido no Brasil e é cultivado em cerca de 14 milhões de hectares (SILVA et al., 2009). A sua produtividade média nacional na safra 2010/11 foi de 4.185 kg ha-1 de grãos (Conab, 2010). E pode-se obter, também, 6,0 Mg ha-1 ou mais de palha e resíduos para incorporação ao solo ou formação de cobertura morta (LANGE et al., 2009). Sendo que a produtividade de uma cultura e sua alta rentabilidade depende fundamentalmente da capacidade produtiva dos solos (FERNANDES et al., 2007). Tendo em vista que o preparo do solo compreende um conjunto de práticas que têm
como objetivo a preservação de suas
características físicas, químicas e biológicas além de oferecer condições ideais para a semeadura, a germinação e o desenvolvimento das plantas. A adoção de sistemas conservacionistas de manejo do solo como o cultivo mínimo e o plantio direto têm se apresentado como alternativas para contribuir com a sustentabilidade ambiental e
econômica destes agroecossistemas
(FERNANDES et al., 2007; CARNEIRO et al., 2009).
O preparo do solo nos sistemas de cultivo mínimo, plantio direto na palha, e sistema de integração lavoura-pecuária, ao contrário do sistema de preparo do solo convencional, com aração e gradagem, pode contribuir para redução dos processos erosivos e manutenção da
fertilidade natural dos solos, favorecendo
consideravelmente, em sua estrutura e proteção, contra o impacto das gotas de chuva, além da possibilidade de maior acúmulo de fitomassa após a colheita das culturas (SILVA et al., 2006).
Desta forma, no preparo convencional do
solo com implementos agrícolas, ocorrem
alterações nas propriedades físicas, dependendo da intensidade do preparo em que as principais alterações são evidenciadas pelo aumento da resistência a penetração e, consequentemente na densidade do solo, taxa de infiltração de água, tamanho de agregados e volume de macroporos. Considera-se, por outro lado, que a consolidação do sistema de plantio direto minimize este efeito de compactação em função da proteção física decorrente da cobertura permanente, do aumento dos teores de matéria orgânica do solo e do efeito dos sistemas radiculares das plantas que criam poros biológicos. A adoção do sistema de plantio direto (SPD) reduz o revolvimento do solo, favorecendo a recuperação de níveis desejáveis
das propriedades físicas e químicas
comumente deterioradas pelo sistema de cultivo intensivo ou convencional, como relatado na literatura por Giongo e Bohnen (2010).
O sistema de plantio direto demanda menor força de trabalho e de energia das máquinas e implementos agrícolas, estimula os processos de floculação e de agregação no solo, reduz a velocidade de mineralização da matéria orgânica, minimiza a erosão, mas em contrapartida, pode favorecer o aparecimento da leve compactação decorrente do não revolvimento do solo e do excessivo tráfego de máquinas e implementos agrícolas (RALISH et al., 2008), no momento de colheita, inclusive se o sistema de plantio direto ainda não esteja consolidado.
No sistema de plantio direto, a rotação de culturas com espécies que possam aumentar os resíduos de biomassa da planta na superfície do solo é fundamental para evitar a erosão e melhorar a ciclagem de nutrientes das camadas mais profundas do solo para as superficiais (MARCELO et al.,2009).
De modo geral, as plantas, utilizadas como adubos verdes ou plantas de cobertura do solo, com o objetivo de formar palhada para o sistema de semeadura direta (SSD), desempenham papel fundamental na ciclagem de nutrientes, tanto daqueles adicionados por meio dos fertilizantes minerais e não aproveitados pelas culturas comerciais, quanto daqueles provenientes da mineralização da matéria orgânica do solo (MOS) (TORRES et al., 2008), uma vez que, em semeadura direta, a manutenção permanente de cobertura sobre o solo, aliada à entrada constante e elevada de carbono no sistema, mantém a qualidade do solo, pois as taxas de entrada superam as de perda, similarmente ao que ocorre em sistemas naturais (CONTE et al., 2009).
Alternativamente em substituição à
adubação mineral, a adubação verde,
principalmente com leguminosas, constitui-se numa importante maneira de adicionar N e reciclar outros nutrientes para as plantas, em virtude da liberação lenta e em sincronia com as suas necessidades (SILVA et al., 2009). Ensaios de longa duração com diferentes manejos do solo e uso de plantas antecessoras são importantes para definição de atributos estáveis relacionados à sustentabilidade agrícola, bem como, para avaliação criteriosa do efeito de diferentes manejos do solo e das culturas nas propriedades químicas, físicas e biológicas do solo (PEREIRA et al., 2007). Daí a necessidade de realizar
estudos desse cunho na região dos Tabuleiros Costeiros, que vem se destacando como uma área potencial para produção de grãos em Sergipe, considerando que estudos dessa natureza ainda são escassos nesse estado. Com relação à região fisiográfica dos Tabuleiros Costeiros encontrou-se outros estudos que avaliaram o efeito de pastagem consorciada e lotação animal sobre os atributos do solo (ARAÚJO et al., 2011), mas que não levaram em consideração os sistemas de plantio.
Nesse contexto, objetivou-se neste estudo avaliar a produtividade obtida pelo milho, cultivado em antecessão as espécies vegetais, como leguminosas (crotalária, guandu, feijão e amendoim), associados a três sistemas de cultivo (convencional, mínimo e plantio direto), após o nono ciclo de cultivo nas condições dos Tabuleiros Costeiros do estado de Sergipe.
Material e Métodos
O experimento vem sendo conduzido desde 2001 na área experimental do Campus
Rural, pertencente ao Departamento de
Engenharia Agronômica (DEA) da Universidade Federal de Sergipe (UFS), no Povoado Timbó, à margem direita do Rio Poxim, no município de São Cristóvão, SE, porção central da região dos
Tabuleiros Costeiros sergipanos, cujas
coordenadas são: Latitude 10°19'S e Longitude 36°39'O e 22 metros de altitude média em relação ao nível do mar.
A região possui clima, de acordo com a classificação de Köppen, do tipo As', Tropical chuvoso com verão seco e pluviometria em torno de 1.200 mm anuais, com chuvas concentradas nos meses de abril a setembro. O solo onde o experimento está localizado é classificado como Argissolo Vermelho-Amarelo, conforme Embrapa (2006).
Os tratamentos foram constituídos pela combinação de sistemas de manejo do solo (preparo convencional (PC), plantio direto (PD) e cultivo mínimo (CM), combinados com as plantas de cobertura: amendoim (Arachis hipogea), feijão (Phaseolus vulgaris L.), crotalária (Crotalaria
juncea L.) e feijão guandu (Cajanus cajan), sendo
as duas primeiras plantas comerciais, e as duas últimas utilizadas como plantas de cobertura do solo.
As parcelas experimentais apresentaram área total de 60 m² (6 m x 10 m), com espaço
entre faixas de 4 m, para permitir a manobra de máquinas e implementos sem prejuízo da faixa vizinha e, seguindo o sistema de irrigação implantado na área experimental. Desta forma, obteve-se o fatorial 3 x 4, sendo três sistemas de manejo de solos, com as quatro culturas de antecessões a cultura do milho, utilizando o esquema de faixas experimentais (sistemas de manejo do solo) como subparcelas (culturas em antecessão), conforme Pimentel et al. (1987), com três repetições, totalizando 36 parcelas experimentais.
O milho-doce (variedade BG 7049 da
Biomatrix) foi plantado anualmente no
espaçamento de 5 (cinco) plantas por metro linear e de 0,90 m entrelinhas, constituindo doze linhas
por parcela. Para semeadura, utilizou-se
plantadeira-adubadeira manual que possibilitou a adubação de base. Os nutrientes aplicados na época da semeadura consistiram em nitrogênio na forma de uréia (45% de N), fósforo na forma de superfosfato triplo (42% de P2O5) e o potássio
na forma de cloreto de potássio (58% de K2O),
correspondendo a 120, 90 e 110 kgha-1,
respectivamente de N, P2O5 e K2O, sendo o
N aplicado 50% na semeadura e 50% aos 30 dias após a emergência das plântulas. Estes valores foram obtidos baseados nas análises químicas dos atributos do solo e nas recomendações estabelecidas para a cultura do milho, conforme Sobral et al. (2007). A calagem, para a correção da acidez do solo e fornecimento de cálcio e magnésio foi realizada de acordo com a análise química do solo, seguindo as recomendações técnicas, para a cultura do milho no estado de Sergipe (SOBRAL et al., 2007).
No preparo do solo utilizou-se arado de discos e grade niveladora para o cultivo convencional (CC); grade niveladora leve fechada para o cultivo mínimo (CM) e nenhum implemento de preparo para o sistema plantio direto (PD), sendo que as plantas daninhas foram controladas neste sistema por capina manual associadas ao uso de herbicidas.
Para o controle de invasoras durante o ciclo das diferentes culturas e sistemas de manejo estudados nas parcelas experimentais, quando necessário, utilizou-se capina através de enxada nos cultivos mínimo e convencional, sendo usado herbicida de ação total ou seletivo (glyphosate e/ou nicosulfuron) no sistema de plantio direto. Na época da colheita no ano de 2010, para avaliação da produtividade do milho-doce nas diferentes parcelas, foram determinados
o número de plantas, peso e número de espigas de valor comercial.
Os dados obtidos com a produtividade do milho e os números de plantas por parcela foram submetidos à análise de variância e quando significativos, realizou-se a comparação das médias, pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
significância (PIMENTEL-GOMES, 1987;
BANZATTO e KRONKA, 2006). As análises estatísticas foram realizadas com o auxílio do programa estatístico Sisvar (FURTADO, 2003).
Resultados e Discussão
As culturas antedecentes ao milho, não proporcionaram influência na produtividade desta cultura (Tabela 1), ressalta-se que, em aspectos gerais, as produtividades médias variaram desde 3.503 a 8.256 kgha-1, que corresponde a uma variação de aproximadamente 120% (Tabela 1). Desta forma, destaca-se que estes valores são muito superiores a produtividade média do milho para a região Nordeste, que foi de 1.532 kgha-1 e para estado de Sergipe que foi de 3.560 kgha-1, no ano de 2008, conforme Conab (2011). Assim, a opção por sistemas de preparo do solo mais conservacionistas (cultivo mínimo e plantio direto), associados a culturas antecedentes ao milho, podem contribuir para a obtenção de
produtividades consideravelmente superiores
quando comparados a adoção do sistema convencional de preparo do solo.
Em estudos desenvolvidos na região Nordeste encontraram-se resultados inferiores para a produção de espigas de milho verde em relação aos obtidos no presente trabalho, como o de Silva et al. (2004) que trabalhando no Rio Grande do Norte em um Argissolo Vermelho Amarelo, testando níveis de esterco, obtiveram produção de espiga verde de 5.494 kgha-1. Em estudo desenvolvido, no estado de São Paulo, por Marcel et al. (2009) nas condições edafoclimáticas de Jaboticabal - SP, com precipitação anual de 1.425 mm, em Latossolo Vermelho Escuro Eutrófico, mostraram maiores produtividade de milho, quando cultivado em sucessão ao nabo forrageiro, milheto e guandu.
Quando se analisa o efeito da utilização das plantas de cobertura (crotalária e guandu) dentro dos sistemas de preparo do solo, verifica-se efeito significativo com o uso do guandu, onde nos sistemas CM e PD proporcionaram níveis de produtividades de espigas superiores aos obtidos
pelo de sistema de cultivo convencional (Tabela 1). Estes valores de produtividade corresponderam a incrementos de 120 e 114% para os sistemas CM e PD em relação ao sistema CC, respectivamente.
Apesar de não ocorrer efeito significativo na produtividade de espigas sob diferentes culturas antecedentes ao milho, dentro do sistema de plantio direto, observou-se que a crotalária, em valores absolutos foi à cultura em
antecessão que proporcionou níveis mais
elevados de produtividade do milho doce, expresso em peso de espigas ha-1 (Tabela 1). Esse resultado está de acordo com os obtidos por Andrioli., et al. (2008), que, trabalhando em Latossolo Vermelho Distrófico, no cultivo de milho em sistema de plantio direto, concluíram que a
utilização da crotalária como cultura em
antecessão proporcionou maiores valores de produtividade em relação ao milheto e lablab. Já, Collier et al. (2006) constataram que, na ausência da adubação nitrogenada, o rendimento médio dos grãos de milho em sucessão à crotalária é 26% superior se comparado ao milho cultivado em sucessão ao feijão-de-porco. Nesse mesmo
experimento também foi constatado uma
economia de fertilizantes nitrogenados, pois a dose de 100 kgha-1 de N proporcionou uma produção média de grãos de 9.444 kgha-1, quando a dose recomendada de N varia de 120 a 200 kgha-1. Silva et al. (2006) afirmaram que esse resultado ocorreu em razão da maior e mais sincronizada liberação de N por esta leguminosa, em virtude de sua menor relação C/N, que favorece a maior mineralização e menor imobilização de N mineral, comparado aos resíduos de gramíneas e algumas espécies caracterizadas, como vegetação espontânea. Ademais, o maior aporte de N pela crotalária pode ter favorecido um desenvolvimento maior do sistema radicular, resultando em um maior aproveitamento de água e nutrientes do solo , como também, maior mineralização do N neste revertendo-se em melhores condições as plantas do milho, em maior produtividade de espigas de milho-doce.
Em experimento de longa duração, nas condições de um Argissolo Vermelho Distrófico em Eldorado do Sul, RS, Weber e Mielniczuk (2009) destacaram que em sistemas sem adubação nitrogenada, juntamente com lablab + milho, guandu + lablab e guandu + milho proporcionaram, em relação ao início do experimento, uma taxa anual de acúmulo de 35,
40 e 58 kgha-1 ano-1 de N, respectivamente, o que torna evidente o papel das leguminosas em
determinar balanços positivos de N no sistema solo-planta.
Tabela 1 - Produtividade de espigas do milho doce submetido a três diferentes sistemas de preparo do solo associados a quatro diferentes culturas de antecessão. São Cristóvão - SE. 2008.
¹CC - cultivo convencional; CM - cultivo mínimo; PD - plantio direto. ² Letra iguais minúscula na coluna dentro de cada sistema de cultivo e maiúscula na linha, dentro de cada planta de antecessão não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Os sistemas de preparo do solo
influenciaram nos parâmetros, número de plantas por hectare e número de espigas comerciais (Tabela 2). Observou-se diferença significativa ao nível de 5% de probabilidade entre os parâmetros números de plantas por hectare nos sistemas de preparo. Verificou-se que para essa variável o sistema plantio direto (PD) proporcionou valores superiores ao sistema Cultivo convencional (CC).
Essa superioridade correspondeu a um
incremento médio de 86,2% e, está relacionada às melhores condições de germinação das sementes do sistema plantio direto em relação ao
cultivo convencional. Comportamentos
semelhantes foram observados com relação ao número de espigas comerciais por hectare e para a variável, número de plantas por hectare.
Quando se observa a relação entre o número de plantas com espigas e o total de plantas, nota-se que os valores de produção estão bem próximos, apesar de uma maior relação proporcionado pela adoção do sistema plantio direto (Tabela 2). Isto evidencia a maior capacidade deste sistema de cultivo em tornar as plantas eficientemente produtivas, o que é proporcionado pelas melhores condições de
qualidade do solo. Isto foi evidenciado
visualmente pelo melhor desenvolvimento das plantas, ao longo do ciclo da cultura do milho no período de avaliação, traduzindo-se em cor verde mais intensa, maior porte e vigor das plantas nas parcelas experimentais sob o sistema de plantio direto.
Em estudo desenvolvido por Silva et al. (2004), testando níveis de esterco na cultua do milho cultivado em um Argissolo Vermelho Amarelo verificou-se número de espigas ha-1 (24.169) inferior ao encontrado pelo presente estudo, que variou de 26.303 a 51.250 espigas ha-1 (Tabela 2).
O comportamento apresentado pelos
dados da Tabela 2, divergem dos obtidos por Carvalho et al. (2004) que constataram, em Latossolo Vermelho Distrófico em Selvíria, MS, o efeito positivo do manejo do solo sobre a população de plantas quando do cultivo de milho, sendo que o preparo convencional do solo proporcionou população de plantas superiores ao sistema de plantio direto.
Segundo Ceretta et al. (2002), nas condições edafoclimáticas da região sul do Brasil, o sucesso do plantio direto depende da manutenção de sistemas capazes de gerar quantidades de matéria seca suficientes para manter o solo coberto durante todo o ano, o que significa que áreas destinadas às culturas de primavera-verão não devem permanecer em pousio durante o inverno. Porém, nas condições edafoclimáticas predominantemente ocorrentes na região nordeste do Brasil, (onde a amplitude térmica anual é pequena, associada à estação de inverno, caracterizada apenas por concentração de chuvas e a estação de verão seco, impossibilitando a produção de culturas anuais em condições normais), a manutenção de uma
cobertura morta sobre o solo torna-se
Cultura de sucessão Produção de espigas CC¹ CM PD ...kg ha-1... Guandu 3503 aB² 7700 aA 7500 aA Amendoim 4382 aA 7175 aA 6404 aA Crotalária 5385 aA 5679 aA 8256 aA Feijão 5432 aA 5987 aA 5030 aA
fundamental para obstáculo ao desenvolvimento de invasoras, aliado ao maior tempo de residência da água no solo, aspectos estes importantes às culturas agrícolas.
Esses resíduos culturais na superfície do solo constituem importante reserva de nutrientes, cuja disponibilização pode ser rápida e intensa, ou lenta e gradual, dependendo da interação entre os fatores climáticos, atividade macro e microbiológica do solo e qualidade (relação C/N)
e quantidade do resíduo vegetal (BOER et al., 2007). Além disso, a adição regular de resíduos de adubos verdes aos vários solos dos trópicos promove principalmente, a melhoria da estrutura física, que favorece a aeração e a infiltração de água no solo, possibilitando maior penetração do sistema radicular (CARVALHOet al., 2004).
Tabela 2 - Número de plantas e de espigas do milho-doce, por hectare, e porcentagem de plantas com espigas comerciais nos três diferentes sistemas de cultivo associados com quatro culturas em sucessão.
Sistema N° plantas ha-1 N° espigas ha-1
Relação entre n° de plantas com espigas e total de plantas
(%)
CC¹ 28.385 b² 26.302 b 93
CM 45.833 ab 43.177 ab 94
PD 52.864 a 51.250 a 97
¹CC - cultivo convencional; CM - cultivo mínimo; PD - plantio direto. ² Letras minúsculas iguais na coluna não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Conclusões
Nas condições edafoclimáticas dos
Tabuleiros Costeiros sergipanos, possivelmente, a utilização de plantas de antecessão para associação do cultivo do milho doce e, ou outras culturas seja uma adequada alternativa para se potencializar a produtividade agrícola.
O plantio direto apresenta promoção da produção do milho doce, em relação aos demais sistemas estudados, na eficiência de produção espigas por plantas.
Os sistemas conservacionistas, com
destaque para o plantio direto e o cultivo mínimo, mostraram-se uma alternativa viável para a produção mais sustentável do agroecossistema do milho doce na região dos Tabuleiros Costeiros.
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Recebido em: 04/05/2012 Aceito: 27/02/2013
