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Manejo do solo com coberturas verdes de inverno

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Academic year: 2021

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ROLF DERPSCH2, NIKOLAOS SIDIRAS3 e FRANZ X. HEINZMANN4

RESUMO - Foram conduzidas experimentos de campo para avaliar os efeitos residuais do tremoço--branco (Lupinus ai bus), ervilhaca-peluda (Vicia vi/lora), chícharo (Lathyrus sativus), centeio (Secale cereale), aveia-preta (A pena strigosa), trigo (Triticum aestivum), nabo-forrageiro (Raphanus sativus), coiza (Brassica napus), e girassol (Jfelianthus annuus), utilizados corno cobertura verde de inverno, na umidade e temperatura do solo e no rendimento das culturas de milho (Zea mays), soja (Glycine max) e feijão (Fhaseolus vulgaris) em sistema de plantio direto. Os resultados demonstraram que os teores de umidade do solo foram mais elevados nos resíduos de aveia-preta e tnenores nos de chi'charo e nabo-forrageiro. As temperaturas mais elevadas foram determinadas no solo descoberto, e as mais baixas, nos resíduos de aveia-preta. Os rendimentos das culturas de verão foram influenciados pela espécie de planta utilizada como cobertura verde de inverno. Os maiores rendimentos de milho foram obtidos após tremoço-branco, soja após aveia-preta e feijão após nabo-forrageiro.

Termos para indexação: umidade do solo, temperatura do solo, plantio direto, adubação verde, Zea mays, Giycine mar, Fhaseolus vulgaris, Lupinus a/bus, Vicia vi/lora, Lathyrus sativus, Seca/e cerca/e, A pena strigosa Triticum aestivum, Raphanus sativus, Brqssica napus, Heiianthus annuus.

SOIL MANAGEMENTWITH WINTER COVER CROPS

ABSTRACT- Fieid experiments were conducted to study the effects of white lupine (Lupinus 8/bus),

broad beans (Vicia vi//ora), lathyrus (Lathyrus sat/vus), rye (Seca/e cereale), black oats (Avena strigci-sal, wheat (Trincam aestivum), fodder radish (Rapharius sativus), rapeseed (Brassica napus), and ainfiower (He/ianthus annuus) on soU temperature, moisture regime and yields of com (Zea mays), soybeane (G/ycine mex), and beans (P/,aseo/us vai/garis) under no-tiliage. The highest moisture contente were measured on the piou with black oats and Iowest with lathyrus and fodder radish. The maximurn soU temperature was obtained on baia piou and the minimum on piou with black oats. Com , soybeans and beans grain yields were found to be dependent on the winter cover crop species. The highest com yields were obtained after white lupine, soybeane af ter biack oats, and beans after fodder radish, respectiveiy.

Index terme: soU moistume, mil temperature, no-tiliage, green manure, Zea mays, G/ycine max, Phaseo-las vu/gari; Lupinus a/bar, Vicia vi//asa, Lathyrus sativus, Seca/e cereale, Avena strigosa, Triticum aestivum, Raphanus sativus Brassica napa:, l-le/ianthus annuus.

INTRODUÇÃO

O declínio da produtividade dos solos das te-gôes tropicais e subtropicais cultivadas continua-mente tem sido atribuído principalcontinua-mente à erosão e à diminuição dos níveis de matéria orgânica (Greenland 1981). A proteção da superfície do so-lo com resíduos vegetais é um dos meios mais efe-tivos para reduzir as perdas por erosão devidas à diminuição do impacto direto das gotas de chuva sobre o solo, redução no selamento dos poros e na

1 Aceito para publicação em 25 de fevereiro de 1985. Trabalho apresentado no XIX Congresso Brasileiro de Ciência do Solo. Curitiba, 17-27110183.

a Eng. - Agr., Convênio Fundação Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) e GTZ (Sociedade Alemã de Cooperação Técnica), Caixa Postal 1331, CEP 86100 Londrina, Nt

Eng. - Agr., Ph.D., Convênio IAPAR/GTZ. Eng. - Agr., Ph.D., Convênio IAPAR/GTZ,

velocidade de escorrimento da enxurrada e aumen-to na infiltração de água (Mannering & Meyer

1963, Wischmeyer 1973). Os efeitos da cobertura vegetal na temperatura do solo, infiltração de ervas daninhas, atividades biológicas, teores de nitrogê-nio com o uso de leguminosas e disponibilidade e reciclagem de nutrientes, favorecendo um melhor ambiente físico-químico para o desenvolvimento das plantas, têm sido também documentados na literatura (La! 1981, Wade & Sanchez 1983).

No Estado do Paraná, durante o verão, pratica-mente toda a área disponível para culturas anuais encontra-se cultivada. No inverno, uma grande par-te da área destinada ao cultivo encontra-se em pou-sio, sujeita à erosão, lixiviação de nutrientes solú-veis e exposta à proliferação de ervas daninhas. Assim sendo, torna-se necessária a utilização de espécies de plantas como cobertura verde de in-verno para proteger o solo e evitar os efeitos nega-tivos do pousio invernal. Embora tenha sido pu-

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762 R. DERPSCH et aL

• dade de matéri seca por 'unidade de ára, e moagem (20 mesh) para análise dos teores de nitrogênio e carbono orgânico, pelos métodos lcjeldhal e Walkley-Black, respec-tivamente.

Após a retirada das amostras para avaliação das maté-rias verde e seca e determinação analítica, foi realizado o corte das coberturas verdes de inverno, com exceção do trigo, cujo corte foi realizado após a 'colheita dos grãos, deixando-se o material vegetal sobre a superfície do solo. A seguir, efetuou-se uma adubação uniforme a lanço em toda a área experimental, aplicando-se 70 kg/ha de P 2 0 5 e4okgfhadeK2O. . .

As culturas de verão: feijão (Phaseolus vulgaris L. var. Carioca), soja (Glycine max. L. Merril, vai. Bossier) e mi-lito (Zea mays L. Pioneer 6872) foram semeadas em

ou-tubr9' (16.10.82) no sistema de plantio direto nas se-guintes densidades e espaçamentos entre linhas, res-pectivamente: 15 pl./m - 51 cm, 20 pl./m - 51 cm e 6,2p1./m 102cm;

A temperatura do solo foi, avaliada diariamente em cada parcela, às 14 h, com geoterulômetro a 3 cm e 6 cm de profundidade,. durante, o -. período vegetativo das :,culturas de verão,. A umidade do solo foi . determinada

semanalmente; durante o mesmo período, pelo método gravimétrico, coletando-se três amostras por parcela com nados tipo meia lua nas profundidades de 0cm 10cm e

10cm 20cm

Na época da colheita, foram avaliados o rendimento, o peso de mil sementes e a quantidade de grãos por planta (feijão ë soja) ou grãos por espigá (milho), colhendo-se • separadamente três linhas de 0,5 m por parcela para as

legúminosas, e de 1,0 m para o milho.

O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com dez tratamentos e quatro reqetições; cada parcela foi composta por uma área de 150 m (10 mx 15 m). O teste de Tukey foi utilizado para avaliar as diferenças significa-tivas entre os tratamentos.

- . RESULTADOS E DISCUSSÃO

blicada recentemente uma coletána de trabalhos sobre adubação no Brasil (Encontro . . 1984), a maioria refere-se a cultivõs durante o verão, e são escassas as pesquisas com coberturas verdes de in-' verno e seus efeitos sobre o solo e a produtividade das culturas sucessoras.

O principal objetivo do presente trabalho foi o de avaliar os efeitos residuais de algumas espécies de plantas utilizâdas como adubação verde ou co-bertura do solo durante o inverno na umidade e temperatura do solo e na produção das principais culturas que as sucedem.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em uni Latossolo Roxã distrófico (LRd) no centro experimental da Fundação Instituto Agronômico do Paraná (IÂPAR), cultivado an-, teriorinente com soja sem aplicação de fertilizantes e corretivos. As principais características químicas do solo• antes do início do experimento foram apresentadas na publicação de Derpsch (1984). -

As espécies utilizadas como cobertura verde foram: tremoço-branco ' (Lupinus albu, L.), ervilhaca-peludi

(Vicia viliosa Roth), chicharo (Lathynsi sativus Lj, centeio (Secale cereale L.), aveia-preta (Avena strigosa

Schieb), trigo (Triticum aestivuni L.),' nabo-forrageir

(Raphanus sativus L. var oleiferus Metzg.), colza

(Brassi-cc napus L.) e girassol (Helianthus annuur L.). O preparo inicial do terreno consistiu de escarificação a 20 cm e duas gradagens niveladoras. O plantio das coberturas ver-des de inverno foi realizado em 12.04.82 em linhas espa-çadas a cada 18,2 cm, sem aplicação de fertilizantes, exceto para colza e trigo, que receberam 30 kg/ha de N na forma de sulfato de amônio. As plantas foram'manti-das no seguinte stand por m 2 : tremoço, 26; ervilhaca, 81; chícharo, 50; centeio, 154; aveia, '196; trigo, 250; nabo-lorrageiro, 'II; coiza, 140; e girassoL, 30.'

A densidade radicular foi avaliada no período do flo-rescimento e consistiu da abertura de trincheiras e pos-terior retirada de cinco amostras por parcela, com o au-xílio de um monolito com dimensõés de 20 cm x 20 cm x 90 cm. A separação das raízes foi realizada através de lavagens com água. Os detalhes da metodologia podem ser obtidos na publicação de lCpke (1981).

A matéria verde produzida pelas coberturas verdes de inverno foi avaliada na fase final do florescimento, colhen-do-se três amostras por parcela em uma área de 12,5 m 2.

'Após as pesagens, foram retiradas subamostras destes ma-teriais (2 kg de massa verde) e transferidas para o labora-tório para determinações da matéria seca e teores de nitro-gênio e carbono orgânico. A seguir, procedeu-se à secagem a 600C por um período de 48 horas, pesagem após o equi-líbrio com a temperatura ambiente, cálculos da quanti-

Pesq. agropec, bras., Brasilia, 20(7): 761-773,jul. 1985.

Rendimento das coberturas verdes de inverno Na Tabela' 1 são apresentados os resultados' de matéria seca das raízes e parte aérei, relação entre matéria seca e verde,' teores de N-total e relação,

C/N. Embora tenham ocorrido condições

climáti-cas desfavoráveis, com estiagem durante as primei-ras seis semanas após o plantio, foram observadas produções de matéria seca da parte aérea variando de 1.590, kg/ha (ervilhaca) a 5,590 kg/ha (aveia--preta), e do sistema radicular (0 cm 7'90 cita), de

1,270 kg/ha (chícharo) a 3.080 lcg/ha (aveia-preta). O grande potencial de produção de massa seca de aveia-preta foi' também observado nos trabalhos

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TABELA 1. Características de algumas espécies de plantas para adubaçâo verde, no Paraná, após período vegetativo de 139 dias. (125 dias para girassol). Plantio: 12.04.1982.

N-total Relação C/N

Espécies Mat. seca MS/MV Matéria seca

Parte aérea Raiz (0-90 cm) Parte Ra(zes Total Parte Ra&es

- aérea aérea kg/ha % kg/ha Tremoço-branco Comum 2.710 18,0 1.500 57 33 90 23 20 (Lupinus albus, L.) Ervilhaca-peluáa 'Ostsaat' 1590 16,8 1.580 34 27 61 15 16

(Vicia vil/osa Roth)

ChÇcharo 'Seda sec 21'

2.060 23,9 1.270 36 28 64 22 17 (Lathyrus sativus, L.) Centeio Rhenania' 3330 41,8 1.450 39 17 56 42 25 (Seca/e tema/e, L.) Aveia-preta comum 5.590 23,2 3.080 97 50 147 28 31

(Avena strigosa Schiebj

Trigo 'Mitacoré' 1.960 78,0 1.490 23" 24 47 38 26 (Triticun aestivum, L.) Nabo-forrageiro 'Siletina' 4.750 13,0 1.760 101 34 135 21 20 (Raphanus sativus L.) Colza 'Jumbo' 2.220 14,8 1.980 52 39 91 16 21 (S,assica napus. L.) - Girassol tstanzuela' 3.240 18,2 2300 30 25 55 54 33 (/-le/ianthus annuus, L.) DM5 Tukey P • 0,05 1.666

MS • matéria seca e MV - matéria verde

sobre adubação verde no Rio Grande do Sul (Me-deiros et aL 1984). A relação entre as massas seca e verde das diferentes espécies variou de 13% a 75%

na época do corte. A alta percentagem de matéria seca do trigo (78%) foi devida ao avançado estado de maturação da cultura na época do corte, sendo esta a única espécie de inverno em que foram co-ilildos os grãos.

O teor de N-total nas diferentes espécies variou de 47 a 147 kg/ha. Observa-se que o nabo-forragei-ro e a aveia-preta apresentaram os teores mais ele-vados de N-total: 135 e 147 kg/ha,

respectivamen-te. Com referência aos valores C/N, os dados da

Tabela 1 demonstram que a ervilhaca (leguminosa) e o girassol (composto) apresentaram,

respectiva-mente, as relações mais estreitas e mais amplas, tanto da parte aérea como das raízes.

Rendimento da cultura de verão

As produções expressas em kg/ha das culturas

de verão são apresentadas na Tabela 2. Os resulta-dos demonstraram uma influência marcante resulta-dos resíduos das espécies de plantas utilizadas como cobertura de inverno nas produções das culturas de milho, soja e feijão. Para o milho, os melhores ren-dimentos foram obtidos após tremoço e ervilhaca. Os efeitos benéficos dessas duas leguminosas de in-verno na produção do milho, em sistemas de su-cessão de culturas, foram também constatadas nos trabalhos de Medeiros et al. (1984). Os resultados também demonstram que as menores produções da cultura do milho foram obtidas após centeio, aveia-preta e girassol (ampla relação C/N).

Para a cultura da soja, o melhor rendimento foi obtido após aveia-preta, e pior, após centeio.

Para a cultura do feijão, em decorrência do plantio tardio (outubro) e de fatores climáticos desfavoráveis, o rendimento foi inferior ao espera-do. As melhores produções - de feijão foram obtidas após o nabo-forrageiro (832 kg/ha) e aveia-preta Pesq. agropec. bras., Brasilia, 20(7):761-773,jul. 1985

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764 R; DERPSC1-1 et ai.

TABELA 2. Eleito residual de coberturas verdes de inverno em rotação com culturas de verão, sobre o rendimento das culturas de verão: milho, soja e feijão. Ano Agrícola 82183.

Rendimento de grãos kg/ha, 14% umidade Coberturas

verdes de Milho Soja Feijão

inverno Pioneer 6872 Bossier Carioca

Leguminosas

Tremoço-branco comum 6.4095 2.205 b 697 ab

(Lupinus albus. Li

Ervilhaca-peluda Vstsaat' 6.3211a 1.808 b 599 bc

(Vicia vi/losa Roth)

Ch(charo 'Seda sec 21' 4.270bcd 2.329a 517bc

(Lathyrus sativus, Li Gramtneas

Centeio 'Rhenania' 3140d 1.697 b 572bc

(Seca/e cereate, L.)

Aveia-pretp comum 3.531 cd 3.086 e 800 a

(Aena strigosa Schieb.)

Trigo 'Mitacoré' 4.097 bcd 1.734b 513bc

(Tritícun aestivum, L.) Crucif eras

Nabo-forrageiro 'Siletina' 5.805 ab 2.218 b 832 a

(kaphanussativus, L.)

Coiza 'Jumbo' 4.944 abcd 2.470 ab 661 abe

(Brassica nqpus. Li Composta

Girassol 'Estanzuela' - 3.893 cd 2.325 a 489 c

(He/ianthus annuus, L.)

Pousio invernal 5.114 abc 2.236 b 473 c

(sem cobertura) P 005 DM5 (Tukey) : (kg/ha) 1867 2:523 789 187 0:01 - 252

(800 kg/ha). Os resultados sugerem que as melho-res produções das duas Iegumin6sas de verão foram obtidas após o cultivo de uma gramínea ou crucí-fera durante o inverno.

Os fatores componentes do rendimento das cul-turas de verão são apresentados na Tabela 3. Para

a cultura do milho, os resultados demonstraram que o peso de mil sementes e a quantidade de grãos por espiga foram significativamente superio-res nos tratamentos após tremoço e ervilhaca, quando comparados com os resultados obtidos após centeio, aveia-preta, trigo e girassol. Provavel-mente, este resultado foi devido & relação C/N mais ampla das gramíneas e composta, causando maior imobilização do N durante a decomposição

Pesq. agropec. liras., Brasília, 20(7):761-773,jul. 1985.

dos resíduos e, conseqüentemente, menor disponi-bilidade deste nutriente a5 plantas de milho (Jen-kinson & Ayanaba 1977). Por outro lado, os efei-tos positivos do tremoço e ervilhaca poderiam ser explicados, em parte, pela relação C/N estreita, possibilitando rápida decomposição dos resíduos orgânicos e maior disponibilidade do N e outros nutrientes mineralizados para a cultura do milho. As vantagens do tremoço como adubação verde de inverno na produção do milho têm sido documen-tadas em outros trabalhos realizados no Brasil (Muzihi et ai. 1983, Derpsch 1984, Medeiros et ai. 1984). Os resultados apresentados na Tabela 3 também demonstram que não houve consistência entre os valores C/N dos resíduos das coberturas

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TABELA 1 Peso de mil sementes e quantidade de grãos por planta/espiga de milho, soja e feijão.

Milho Soja Feijão

Espécies Peso 1.000 - N? grãos! Peso 1.000 N? grãos/ Peso 1.000 N? grãos/

sementes espiga sementes klanta sementes planta

Tremoçobranco comum 231 353 139 41,7 141 15,5

(Lupinus albus, L.)

Ervilhaca-peluda 'ostsaat' 240 349 128 42,7 143 12.5

(Vicia vil/asa Roth)

Ch(charoSedasec21 210 271 136 36,0 130 11,2

(Lathyrus sativus, L.

Centeio 'Rhenania' 201 211 117 29,8 146 10,8

(Seca/e cereale, Li

Aveia-preta Comum 204 240 127 44.9 139 14,6

(A vena sgrigosa Schieb.)

Trigo 'Mitacoré' 208 258 117 37,1 128 11,7 (T,'iticum aestivum, L. Nabo-forragoiro 'Siletina' 226 318 129 50,6 150 16,7 (Raphanus satívus, L) Coiza 'Jumbo' 215 292 123 43.9 149 13,6 (Bressica impus, L.) Girassol 'Estanzuela' 210 251 134 44,4 130 10,2 (He/ianthus annuus, L.) Pousio Invernal 227 338 131 51,4 133 11,9 (sem cobertura) DM5 0,05 20 80 - - 14 3,4

de inverno com os componentes dos rendimentos TABELA 4. Correlações parciais entre rendimento (R), das culturas de soja e feijão.

Na Tabela 4 são apresentados os valores das correliçôes paràiais entre os rendimentos das cul-turas com os fatores componentes da produção. Os resultados sugerem que o número de grãos por espiga (milho) ou por planta (soja e feijão) foi o fator que causou a mais significativa influência na composição dos rendimentos das culturas de verão. Umidade do solo

Os regimes de umidade do solo nas profundida-des O cm- 10cm e 10cm -20cm durante o perío-do vegetativo da soja e perío-do milho são apresentaperío-dos nas Fig. 1, 2, 3 e 4 Para a cultura da soja, os maio-res teomaio-res de umidade do solo, em ambas as pro-fundidades, foram registrados nas parcelas conten-do resíduos de aveia-preta, e as menores, sob as restevas de chícharo e nabo-forrageiro. A umidade na superfície do solo (O cm - 10 cm) sob a cobertu-ra com palha de aveia foi cerca de 4,4% a 8,3% sw

peso de mil sementes (P) e quantidade de grãos por planta/espiga (G) nas culturas de milho, soja e feijãO.

Correlações Milho Soja Feijão

R - P 0,503" 0503" 0468" R - G 0,777'" 0,670" 0,899"'

P - O 0,051 -0,185 -0,261

perior à da parcela em pousio. Este fato provavel-mente contribuiu para a melhor produção da soja (Tabela 2). Os resultados da Fig. 1 também de-monstram que os menores teores de umidade do solo nas parcelas com soja foram registrados entre o final de janeiro e início de fevereiro sob os resí-duos de chícharo e nabo-forrageiro.

Para a cultura do milho, os maiores teores de umidade do solo foram registrados nas parcelas .com resíduos de aveia-preta, e os menores, com Pesq. agropec. bras., Brasília, 20(7):761-773,jul. 1985.

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766 R. DERPSCH et aL. 0-10cm J o 2 'a o -J o VI o

FIG. 1. Efeito das restavas de culturas na umidade em O cm- 10cm de profundidade do solo, durante o cultivo da so-

ja. . - -

èhícharo. A umidade do solo, durante o período vegetativo da cultura do milho nas parcelas com resíduos de aveia-preta, foi cerca de 3,0% a 7,4% superior

a

umidade do solo da parcela com pousio. Em geral, os resultados dérnonstraramclaramente que as perdas de água do solo durante o verão fo-ram reduzidas com a presença de resíduos deixa-dos na superfície de plantas cultivadas durante o inverno.

Temperatura do solo

Nas Fig. 5 e 6 são apresentados os valores de temperatura do solo a 3 cm de profundidade observados durante o período vegetativo da cultu-ra do milho. Como seria especultu-rado, a tempecultu-ratucultu-ra do solo nas parcelas sem cobertura vegetal foi mais elevada do que sob os resíduos das culturas de in-verno. Por exemplo, as temperaturas mínimas e máximas do solo descoberto foram 260C e 50,2012; sob os resíduos de tremoço, 23,60C e 39,20C; e sob a palha de aveia, 22,60C e 370C, respectiva-mente. A análise desses parâmetros é de fundamen- Pesq. agropec. bras., Brasília, 20(7): 761-773,jul. 1985.

tal importância, em face dos efeitos marcantes que a temperatura do solo exerce na atividade biológi-ca, germinação de sementes, crescimento radicular e absorção de íons (Waiker 1969, I-iatfield & Egli 1974).

As variações de temperatura do solo a 3 cm e 6 cm de profundidade, no dia 9.12.82, entre as 9 eàs 17 h, são ápresentadas na Fig. 7, A temperatu-ra do solo descoberto registtemperatu-rada &s 9 h, a 3 cm de profundidade, foi de 50C mais elevado do que sob palha de aveia. A temperatura do solo às 13 h, na mesma profundidade (3 cm), foi de 44,80C no solo descbberto, 41,20C sob tremoço, 37,40C sob nabo.forrageiro, e 29,80C sob aveia. Os resultados demonstram que, em virtude da maior massa seca deixada após o corte da aveia-preta na superfície do solo, e em face da decomposição mais lenta, ocorre uma diminuição sensível na temperatura, principalmente nos períodos de maior insolação. Foram também observados efeitos semelhantes dos resíduos das coberturas de inverno na temperatura do solo a 6 cm de profundidade.

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CONCLUSÕES

1. A aveia-preta como cobertura verde de inver-no produziu maiores quantidades de matéria seca (8.670 kg/ha) e teor de N total (147 kg/ha).

2. As melhores sucessões de culturas foram: milho após tremoço (6.409 kg/ha) e ervilhaca (6.321 kg/ha), soja após aveia-preta (3.086 kg/ha) e feijão após nabo-forrageiro (832 kglha) e aveia--preta (800 kg/ha).

3. As temperaturas mais baixas e maiores teores de umidade foram registrados nas parcelas com re-síduos de aveia-preta.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Dr. Marcos A. Pavan, pelas sugestões e revisão do trabalho, e aos Técni-cos Agrícolas Paulo Germano R. Chaves e Djacir Batista de Araftjo, pela colaboração prestada na condução do experimento.

REFERÊNCIAS

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