STRAW PRODUCTION AND NUTRIENT CYCLING IN DIFFERENT COVER CROPS UNDER SOLE AND MIXED CROPPING SYSTEMS
DOI:
https://doi.org/10.32404/rean.v12i4.9315Keywords:
Soil conservation , Cover crops, Plant residues, Plant mixturesAbstract
This study aimed to evaluate the production, decomposition, and nutrient cycling of the residues of cover crops grown in isolation and consortium, in areas of transition and maintenance of the no-till system in the Cerrado. Two studies were conducted simultaneously in a randomized block design, in which the following ground covers were evaluated: 1) Urochloa spp.; 2) Pearl millet; 3) Slenderleaf rattlebox (Crotalaria ochroleuca); 4) Consortium 1 (C1): Urochloa spp., Pearl millet, Slenderleaf rattlebox (C. ochroleuca), Short-flowered rattlebox (Crotalaria breviflora), Buckwheat, Finger millet and Crambe; 5) Consortium 2 (C2): Urochloa spp., Pearl millet, Finger millet, Forage sorghum, Cowpea, and Pigeon pea; 6) Consortium 3 (C3): Urochloa spp., Slenderleaf rattlebox (C. ochroleuca), Short-flowered rattlebox (C. breviflora), Buckwheat, Finger millet and Crambe, with four replications. The dry matter (DM), decomposition, and nutrient cycling of the cover residues were evaluated. The DM production was higher in all the maintenance phase covers except C3. The highest decomposition rate and lowest T½ life of the residues occurred in Slenderleaf rattlebox (49.6% and 17 days) in the transition phase and Urochloa spp. (48.6% and 24 days) and C3 (48.5% and 24 days) in the maintenance phase, respectively. The greatest accumulation of nutrients in the transition phase occurred in C3 for N, P and Mg, in C2 for K, and in C1 for Ca and S, while in the maintenance phase, the greatest accumulation of N, P, K, Mg, and S occurred in C1, and Ca occurred in Pearl millet. The accumulated K, P, and S levels in the plant residues were cycled more quickly into the soil in all the covers evaluated in the transition and maintenance phases. Residue decomposition and nutrient cycling are higher in the maintenance phase than in the transition phase.
References
(I) Assis, R.L., Oliveira, C.A.O., Perin, A., Simon, G.A., Souza Junior, B.A. 2013. Produção de biomassa, acúmulo de nitrogênio por plantas de cobertura e efeito na produtividade do milho safrinha. Enciclopédia Biosfera, 9(16): 1769-1775.
(II) Beck, H.E., Zimmermann, N.E., Mcvicar, T.R., Vergopolan, N., Berg, A., Wood, E.F. 2018. Present and future Köppen-Geiger climate classification map sat 1-km resolution. Scientific Data, 5(1): https://doi.org/180214. 10.1038/sdata.2018.214
(III) Boldrin, M.C.F., Assis, R.L., Costa, K.A.P., Tavares, R.L.M., Simon, G.A., Braz, A.J.B.P., Silva, A.G., Torres, J.L.R. 2024. Grain productivity and nutrient accumulation in millet straw grown in the off-season. Delos: Desarrollo Local Sostenible. 17(58): e1673. https://doi.org/10.55905/rdelosv17.n58-019
(IV) Boyer, C.N., Lambert, D.M., Larson, J.A., Tyler, D.D. 2018. Investment analysis of cover cropand no‐tillage systems on Tennessee cotton. Agronomy Journal, 110(1): 331-338. https://doi.org/10.2134/agronj2017.08.0431
(V) Brady, N.C., Weil, R.R. 2013. Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos. Ed. Artmed, 3ª Edição, 736p.
Calvo, C.L., Foloni, J.S. Brancalião, S.R. 2010. Produtividade de fitomassa e relação C/N de monocultivos e consórcios de guandu-anão, milheto e sorgo em três épocas de corte. Bragantia, 69(1): 77-86. https://doi.org/10.1590/S0006-87052010000100011
(VI) Carvalho, J.E.B., Xavier, F.A.S., Santos, N.S. 2021. Decomposição e liberação de nutrientes por diferentes plantas de cobertura em um pomar de laranjeira. Embrapa Mandioca e Fruticultura: Cruz das Almas, BA, Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 27p.
(VII) Collier, L.S., Arruda, E.M., Campos, L.F.C., Nunes, J.N.V. 2018. Soil chemical attributes and corn productivity grow non legume stubble in agroforestry systems. Revista Caatinga, 31(2): 279-289. https://doi.org/10.1590/1983-21252018v31n203rc
(VIII) Favarato, L.F., Souza, J.L., Guarçoni, R.C., Fornazier, M.J., Martins, A.G. 2020. Persistência e liberação de nutrientes de diferentes palhadas no sistema de plantio direto orgânico de milho verde. IN: Ribeiro, J.C. (Org.). Impacto, Excelência e Produtividade das Ciências Agrárias no Brasil, p. 26-41. https://doi.org/10.22533/at.ed.5372021053
(IX) Ferreira Junior, J.J., Torres, J.L.R., Charlo, H.C.O., Orioli Junior, V., Barreto, A.C. 2023. No-till broccoli production using different cover crop residues and nitrogen doses. Horticultura Brasileira, 41(1): 1-9. https://doi.org/10.1590/s0102-0536-2023-e2479
(X) Ferreira, A.C.B., Borin, A.L.D.C., Lamas, F.M.; Sofiatti, V. 2023. Plantas de cobertura em segunda safra: nutrientes na palhada e produtividade de algodoeiro em sucessão. Pesquisa Agropecuária Tropical, 53(1): e75032.
(XI) Ferreira, P.A.A., Girotto, E., Trentin, G., Miotto, A., Melo, G.W., Ceretta, C.A., Kaminski, J., Frari, B.K.D., Marchezan, C., Silva, L., Faversani, J.C., Brunetto, G. 2014. Biomass decomposition and nutrient release from black oat and hairy vetch residues deposited in a vineyard. Revista Brasileira de Ciência Solo, 38 (5): 1621-1632. https://doi.org/10.1590/S0100-06832014000500027
(XII) Giacomini, S.J., Aita, C., Hübner, A.P., Lunkes, A., Guidini, E., Amaral, E.B. 2003. Liberação de fósforo e potássio durante a decomposição de resíduos culturais em plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 38(9): 1097- 1104. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2003000900011
(XIII) INMET. Instituto Nacional de Metereologia do Brasil. 2024. Normais Climatológicas do Brasil (2020–2024). Brasília, DF. Available at: https://portal.inmet.gov.br
(XIV) Leal, A.J.F., Lazarini, E., Rodrigues, L.R., Marcandalli, L.H. 2013. Adubação nitrogenada para milho com o uso de plantas de cobertura e modos de aplicação de calcário. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 37(2): 491-501. https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000200020
(XV) Loss, A., Pereira, M.g., Beutler, S.J., Perin, A., Piccolo, M.C., Assunção, S.A., Zonta, E. 2019. The impact of agricultural systems in the soil organic matter content in brazilian cerrado. International Journal of Research Granthaalayah, 7(8): 220-244. https://doi.org/10.29121/granthaalayah.v7.i8.2019.662
(XVI) Marcelo, A.V., Corá, J.E., Fernandes, C. 2012. Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: II - decomposição e liberação de nutrientes na entressafra. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 36(5): 1568–1582. https://doi.org/10.1590/S0100-06832012000500021
(XVII) Mateus, G.P., Araújo, H.S., Crusciol, C.A.C., Borges, W.L.B. 2017. Decomposição e teor de macronutrientes da palhada em função do manejo do solo e rotação de culturas em áreas de reforma de canavial. Nucleus, Edição Especial, p.93-102. https://doi.org/10.3738/1982.2278.2824
(XVIII) Mazzeto Júnior J.C., Torres, J.L.R., Almeida, D.D.C., Silva, V.R., Souza, Z.M.; Lemes, E.M. 2019. Production and decomposition of cover crop residues and associations with soil organic fractions. Journal of Agricultural Science, 11(5): 58-69. https://doi.org/10.5539/jas.v11n5p58
(XIX) Meurer, E.J. Fundamentos de química do solo. 2 ed. Porto Alegre: Gênesis, 2004. 245p.
(XX) Pacheco, L.P., Barbosa, J.M., Leandro, W.M., Machado, P.L.O.D.A., Assis, R.L., Madari, B.E., Petter, F.A. 2013. Ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura e produtividade de soja e arroz em plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 48(9): 1228-1236. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2013000900006
(XXI) Pacheco, L.P., Leandro, W.M., Machado, P.L.O.D.A., Assis, R.L., Cobucci, T., Madari, B.E., Petter, F.A. 2011. Produção de fitomassa e acúmulo e liberação de nutrientes por plantas de cobertura na safrinha. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 46(1): 17-25. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2011000100003
(XXII) Pacheco, L.P., Monteiro, M.M.S., Petter, F.A., Nóbrega, J.C.A., Santos, A.S. 2017b. Biomass and nutrient ecycling by cover crops in Brazilian cerrado in the state of Piaui. Caatinga, 30(1): 13 – 23. 10.1590/1983-21252017v30n102rc
(XXIII) Pacheco, L.P., Miguel, A.S.D.C.S., Silva, R.G., Souza, E.D., Petter, F.A., Kappes, C. 2017a. Biomassa yield in production systems of soybean sown in succession to annual crops and cover crops. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 52(8): 582-591. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2017000800003
(XXIV) Passos, A.M.A., Alvarenga, R.C., Santos, F.C. 2018. Sistema de plantio direto. In: Nobre M.M., Oliveira, I.R., editors. Agricultura de baixo carbono: Tecnologias e estratégias de implantação. Brasilia, DF: Embrapa; p. 61-104.
(XXV) Perin, A., Santos, R.H.S., Caballero, S.S.U., Guerra, J.G.M., Gusmão, L.A. 2010. Acúmulo e liberação de P, K, Ca e Mg em crotalária e milheto solteiros e consorciados. Revista Ceres, 57(2): 274-281. https://doi.org/10.1590/S0034-737X2010000200020
(XXVI) Pinto, L.A.S.R., Lima, S.S., Silva, C.F., Gonçalves, R.G.M., Morais, I.S., Ferreira, R., Silva Junior, W.F., Torres, J.L.R., Pereira, M.G. 2022. Soil quality indicators in conventional and conservation tillage systems in the Brazilian Cerrado. Environmental Earth Sciences. 81(306): 1- 13. https://doi.org/10.1007/s12665-022-10426-5
(XXVII) Pinto, L.A.S.R., Morais, I.S., Ozório, J.M.B., Melo, T.R., Rosset, J.S., Pereira, M.G. 2023. Soil aggregation and associated organic matter under management systems in sandy-textured soils, subtropical region of Brazil. Environmental Monitoring and Assessment, 195(253): 1- 15. https://doi.org/10.1007/s10661-022-10892-1
(XXVIII) Santos, H.G., Jacomine, P.K.T., Anjos, L.H.C., Oliveira, V.A., Lumbreras, J.F., Coelho, M.R., Almeida, J.A., Araujo Filho, J.C., Oliveira, J.B., Cunha, T.J.F. 2018. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Embrapa Solos - Livro técnico (INFOTECA-E). Brasília, DF:Embrapa, 355p.
(XXIX) Santos, R.F., Whitford, W.G. 1981. The effects of microarthropods on litter decomposition in a Chihuahuan desert ecosystem. Ecology, 62(3): 654-663, 1981. https://doi.org/10.2307/1937733
(XXX) Silva, M.A., Nascente, A.S., Frasca, L.L.M., Rezende, C.C., Ferreira, E.A.S., Filippi, M.C.C., Lanna, A.C., Ferreira, E.P.B., Lacerda, M.C. 2021. Plantas de cobertura isoladas e em mix para a melhoria da qualidade do solo e das culturas comerciais no Cerrado. Research, Society and Development, 10(12): e11101220008. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20008
(XXXI) Silva, M.S., Oliveira, G.R.F., Merloti, L.F., Sá, M.E. 2017. Acúmulo de nutrientes e massa seca produzida por crotalaria juncea cultivada no cerrado. Revista Brasileira de Engenharia de Biossistemas, 11(1): 26-36. https://doi.org/10.18011/bioeng2017v11n1
(XXXII) Silveira, B.S., Torres, J.L.R., Orioli Júnior, V., Favaro, J.H.S., Costa, L.L., Charlo, H.C.O. 2021. Cover crops in the production of green and sweet corn. Horticultura Brasileira, 39(1): 94-101. https://doi.org/10.1590/s0102-0536-20210114
(XXXIII) Soratto, R.P., Crusciol, C.A.C., Costa, C.H.M., Ferrari Neto, J., Castro, G.S.A. 2012. Produção, decomposição e ciclagem de nutrientes em resíduos de crotalária e milheto, cultivados solteiros e consorciados. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 47(10): 1462-1470.
(XXXIV) Taiz, L., Zeiger, E. 2024. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 7ª ed., Porto Alegre: Artmed, 864p.
Teixeira, C.M., Carvalho, G.J., Andrade, M.J.B.A., Silva, C.A., Pereira, J.M. 2009. Decomposição e liberação de nutrientes das palhadas de milheto e milheto + crotalária no plantio direto do feijoeiro. Acta Scientiarum. Agronomy, 31(4): 647-653. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v31i4.1356
(XXXV) Teixeira, P.C., Donagemma, G.K., Fontana, A., Teixeira, W.G. 2017. Manual de Métodos de Análise de Solos. 3.ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro: Embrapa, 573p.
(XXXVI) Thomas R.J., Asakawa N.M. 1993. Decomposition of leaf litter from tropical forage grasses and legumes. Soil Biology and Biochemistry, 25(10): 1351-1361. https://doi.org/10.1016/0038-0717(93)90050-L
(XXXVII) Torres, J.L.R., Almeida, D.D.C., Silva, V.R., Souza, Z.M., Lemes, E.M. 2019. Production and decomposition of cover crop residues and associations with soil organic fractions. Journal of Agricultural Science, 11(5): 58-69. https://doi.org/10.5539/jas.v11n5p58
(XXXVIII) Torres, J.L.R., Gomes, F.R.C., Barreto, A.C., Orioli Júnior, V., França, G.D., Lemes, E.M. 2021. Nutrient cycling of different plant residues and fertilizer doses in broccoli cultivation. Horticultura Brasileira, 39(1): 11-10. https://doi.org/10.1590/s0102-0536-20210102
Torres, J.L.R., Pereira, M.G. 2008. Dinâmica do potássio nos resíduos vegetais de plantas de cobertura no Cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32(4): 1609-1618. https://doi.org/10.1590/S0100-06832008000400025
(XXXIX) Torres, J.L.R., Pereira, M.G., Fabian, A.J. 2008. Produção de fitomassa por plantas de cobertura e mineralização de seus resíduos em plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 43(3): 421-428. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2008000300018
(XL) Torres, J.L.R., Silva, G.G., Charlo, H.C.O., Loss, A., Lemes, E.M., Vieira, D.M.S. 2022. Lettuce crop fertilized with organomineral source of phosphorus and micronutrients. Horticultura Brasileira, 40(4): 393-402. https://doi.org/10.1590/s0102-0536-20220407
(XLI) Torres, J.L.R., Silva, M.G.S., Cunha, A., Valle, D.X.P., Pereira M.G. 2014. Produção de fitomassa e decomposição de resíduos culturais de plantas de coberturas no cultivo da soja em sucessão. Revista Caatinga, 27(3): 247 – 253.
(XLII) Torres, J.L.R., Vieira, D.M.S., Orioli Júnior, V., Daineis, R., Pinto, V.B., Alves, C.P.M., Guimarães, C.C., Santana, G.M. 2024. Produção de milho e soja cultivados em sucessão e rotação com diferentes coberturas no cerrado. Revista de Gestão Social e Ambiental, 18(2): 1-15, e04458. https://doi.org/10.24857/rgsa.v18n2-015
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