Uso de plantas condicionadoras com incorporação e sem incorporação no solo : composição química e decomposição dos resíduos vegetais; disponibilidade de fósforo e emissão de gases

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica de decomposição a partir da composição química do material vegetal e os efeitos do uso de espécies condicionadoras de solo em sucessão ao milho sobre a disponibilidade de fósforo e sua distribuição entre frações orgânicas e inorgânicas e sobre as emissões de NO, N2O e CO2, do solo para a atmosfera. O estudo desenvolveu-se na área da Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, em sistema de cultivo contínuo (seis anos), em Latossolo Vermelho-Amarelo. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas em três repetições. As espécies vegetais foram semeadas em parcelas (12 x 30 m) no final do período chuvoso, e o milho, no início dessa estação, com incorporação e em plantio direto (subparcelas de 12 x 15 m). Para caracterizar as espécies condicionadoras, estudaram-se a decomposição de seus resíduos e a composição química do material vegetal dessas plantas. Determinou-se a decomposição dos resíduos vegetais de Crotalaria juncea L., Canavalia brasiliensis M. e Benth, Cajanus cajan (L.) Millsp, Mucuna pruriens (L.) DC, Helianthus annuus L., Pennisetum glaucum (L.) R. Brown, Raphanus sativus L. e da vegetação espontânea (testemunha) com uso de sacolas de serapilheira. Amostras de Crotalaria juncea L., Canavalia brasiliensis M. e Benth, Cajanus cajan (L.) Millsp, Mucuna pruriens (L.) DC e Raphanus sativus L. foram selecionadas para análises de RMN de 13C CP/MAS. As taxas de decomposição dos resíduos vegetais de Crotalaria juncea L. e Canavalia brasiliensis destacaram-se dentre as mais elevadas. Mucuna pruriens, Cajanus cajan e Pennisetum glaucum, em plantio direto, apresentaram menores índices de decomposição. A decomposição de Mucuna pruriens foi semelhante à de Cajanus cajan, apesar de as razões C/N serem diferenciadas. Cajanus cajan apresentou menor proporção de polissacarídeos e juntamente com Mucuna pruriens, maior porcentagem de compostos aromáticos, refletindo a decomposição mais lenta do material lignificado dessas leguminosas. xiv Aromaticidade e a hidrofobicidade foram mais elevadas para material de Cajanus cajan e Mucuna pruriens, expressando a estrutura de carbono de decomposição lenta. A análise de extração seqüencial permitiu separar frações orgânicas (Po) e inorgânicas (Pi) de fósforo P do solo em diferentes níveis de biodisponibilidade. As concentrações de Pi-NaHCO3 e de Pi-NaOH foram mais elevadas no solo sob plantio direto, na profundidade de 5 a 10 cm, no período de chuva (55% do fósforo total). A concentração de Po foi mais elevada nas amostras coletadas na seca, exceto, para Po-NaOH. A fração orgânica constituiu a maior parte do P-lábil do solo sob Cajanus cajan (menor decomponibilidade), em plantio direto (5 a 10 cm), na estação seca (70%) e a metade desse compartimento (50%) no solo sob vegetação espontânea, em plantio direto (0 a 5 cm) e sob Canavalia brasiliensis com incorporação (5 a 10 cm), na estação chuvosa. O P-recalcitrante representou 55% do fósforo na época seca. No solo sob Cajanus cajan houve menor concentração de P recalcitrante. As variações sazonais dos fluxos de NO, N2O e CO2 foram avaliadas nas parcelas sob Crotalaria juncea L, Mucuna pruriens (L.) DC e vegetação espontânea, com incorporação e sem incorporação dos resíduos vegetais. As medidas dos fluxos de gases foram efetuadas em câmaras de PVC (20 cm de altura x 24,2 cm de diâmetro). Amostras de solo foram coletadas (0 a 5 cm) em cada anel de PVC para determinar teores de N-NO3 e N-NH4 e a umidade do solo (convertida para EPPA). Eventos de chuva depois do longo período de seca resultaram em pulsos de NO e de CO2. Os fluxos de N2O, medidos no início da estação chuvosa, ficaram abaixo do limite de detecção (0,6 ng N-N2O cm-2 h-1). No solo sob Mucuna pruriens e vegetação espontânea, em plantio direto, observaram-se picos de emissão de N2O. Aplicações de N em cobertura à cultura proporcionaram pulsos de NO e de CO2, quando na presença de precipitação pluviométrica. O solo sob leguminosas em plantio direto apresentou o fluxo anual médio de CO2 mais elevado (22 Mg C-CO2 ha-1 ano-1). O solo sob uso de leguminosas proporcionou fluxo anual médio de gases de nitrogênio mais elevado (0,9 N kg ha-1 ano-1) em relação à vegetação espontânea com incorporação (0,5 N kg ha-1 ano-1). A variável EPPA explicou 38% de variação dos fluxos de NO, no solo sob Crotalaria juncea em plantio direto. A maioria das variações dos fluxos de CO2 foi explicada pela variável EPPA, porém, a concentração de N-NH4 + também explicou essa variação no solo sob Crotalaria juncea e Mucuna pruriens, com incorporação e vegetação espontânea em plantio direto. Para avaliar os xv pulsos de emissões de NO e N2O do solo após a fertilização, medidas foram efetuadas imediatamente e até cinco dias depois da aplicação de uréia em cobertura ao milho em um segundo experimento em Latossolo Vermelho argiloso distrófico de Cerrado sob plantios direto e convencional, em blocos ao acaso, com três repetições. A soja e o milho foram cultivados em rotação e com plantas de cobertura intercaladas (mucuna-preta após soja e milheto após milho), nos períodos chuvoso e seco respectivamente. A primeira adubação de cobertura foi de 60 kg ha-1 N (uréia). Houve um pico de NO (5,4 ng NO-N cm-2 h-1) imediatamente à aplicação do nitrogênio e irrigação e outro no terceiro dia (4,8 ng NO-N cm-2 h-1). Um dia depois do primeiro pico, a emissão de NO reduziu-se significativamente (1,9 ng NO-N cm-2 h-1). Passados cinco dias, as emissões de NO foram semelhantes às relatadas sob Cerrado natural (1,2 ng NO-N cm-2 h-1). A maioria dos fluxos de N2O ficou abaixo do limite de detecção (0,6 ng N2O-N cm-2 h-1). Não houve diferenças significativas entre os plantios direto e convencional quanto às emissões dos óxidos de nitrogênio.