Manejo de solo no sistema plantio direto 29 de maio de 2014 – Francisco Beltrão/PR Manejo de solo no sistema plantio direto Eng. Agr. Dr. Henrique Debiasi Eng. Agr. Dr. Julio C. Franchini Eng. Agr. Dr. Alvadi A. Balbinot Jr.

Tópicos a serem abordados Produtividade em sistemas de manejo: - cobertura do solo; - matéria orgânica do solo. 2) Manejo da compactação do solo 3) Diversificação de culturas no SPD: - produtividade x diversificação de culturas - integração lavoura-pecuária

y = 0,078x + 1,3161 R 2 = 0,64 y = -0,003x + 0,111x + 1,23 = 0,25 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Produtividade, t ha -1 SPD SPC Trigo/soja Fase crítica Fase de maturidade Evolução da produtividade da soja em função de sistemas de manejo do solo (1982-2011). Embrapa Soja, 2011.

Diferença acumulada (4 anos) = 53 scs ha-1 -6% +10% +29% +66% +71% No PDE a cada 3 anos, a escarificação foi realizada antes da cultura de inverno no ano de 2013. Comparativo entre produtividade da soja em SPD experimental e a média da regional. Embrapa Soja, Londrina/PR, 2013/14.

Cobertura do solo - Temperatura do solo - Conservação da umidade - Maior infiltração de água Cobertura do solo = mulching

Perda de solo (t/ha/ano) Sistema de preparo Perda de solo (t/ha/ano) Perda de água (%)1 Convencional 20 80 Direto (boa cobertura) 1 5 Direto (pouca cobertura) 6 40 Preparo convencional = labranza o laboreo convencional 1 Chuva de 60 mm/h (Roth et al., 1988) Foto: Joaquim M. da Costa Campo Mourão

Soja após trigo SPD 14 anos SPD 2 anos 45 scs ha-1 33 scs ha-1 2,2% de COT = 3,8% de MOS 1,6% de COT = 2,8% de MOS MOS = 3,8% MOS = 2,8%

C orgânico do solo Qualidade física do solo Qualidade química do solo Aeração Disponibilidade de água Resistência mecânica Desenvolvimento radicular Qualidade química do solo Disponibilidade de nutrientes Elementos tóxicos (Al) Capacidade de troca de cátions (CTC) Qualidade biológica do solo Quantidade Diversidade Atividade

Dinâmica da água no solo (SPD x preparo convencional) - Capacidade de armazenamento água disponível: igual Perdas por transpiração: SPD > convencional Maior volume de água disponível no SPD (20-45%) Menor perda por evaporação Maior infiltração de água no SPD Maior condutividade hidráulica no SPD Fluxos ascendentes

Condição básica para aumento do teor de matéria orgânica do solo As entradas de C devem ser maiores do que as perdas na forma de gases e compostos orgânicos solúveis 1) Reduzir as perdas por mineralização e/ou erosão Mínima mobilização do solo 2) Aumentar a adição de carbono (biomassa vegetal parte aérea e raízes) e nitrogênio Falar que, para um mesmo sistema de rotação de culturas, a adição de carbono é similar entre o SPD e SPC. Assim, o aumento do teor de carbono orgânico do solo proporcionado pelo SPD deve-se, basicamente, à redução da taxa de mineralização da MOS. Diversificação de espécies vegetais

1 kg de Carbono = 1kg de Soja Relação entre a produção de soja e o estoque de C em sistemas de manejo após 22 anos em Londrina Trigo/Soja C (t ha-1) 60 5 10 15 20 25 30 35 TOTAL Diferença 50 SPD 48,9 5 PC 39,7 9,2 10 40 15 Profundidade (cm) Produção Cumulativa (t ha-1) 30 20 TOTAL Diferença 20 25 SPD 61,7 30 10 PC 51,3 10,4 35 Colocar que o grande desafio é aumentar o teor de carbono orgânico do solo em profundidade – raízes! 40 4 8 12 16 20 Tempo (anos) 1 kg de Carbono = 1kg de Soja 500 kg ha-1 ano-1

Tremoço/milho – aveia/soja – trigo/soja – trigo/soja Diferença: 16 t ha-1 800 kg ha-1 ano-1 71 105 55 89 20 40 60 80 100 120 0-30 cm 0-60 cm SPD SPC Estoque de C, t ha-1 Babujia et al. (2010) Estoques de carbono em diferentes camadas de solo em sistemas de manejo do solo após 20 anos. Embrapa Soja, Londrina/PR, 2008.

Tremoço/milho – aveia/soja - trigo/soja – trigo soja Tempo para aumentar o teor de matéria orgânica do solo em 1% em SPD (0-10 cm): Trigo/soja 12 anos Tremoço/milho – aveia/soja - trigo/soja – trigo soja Falar que, para um mesmo sistema de rotação de culturas, a adição de carbono é similar entre o SPD e SPC. Assim, o aumento do teor de carbono orgânico do solo proporcionado pelo SPD deve-se, basicamente, à redução da taxa de mineralização da MOS. 7 anos

Trigo – Soja Tremoço – Milho - Aveia – Soja – Trigo – Soja – Trigo – Soja Crítica Estabilização Maturidade Crítica Estabilização Maturidade ns = diferença estatisticamente não significativa (teste de Tukey, p<0,05); * = diferença estatisticamente significativa (teste de Tukey, p<0,05). Produtividade da soja sob diferentes sistemas de culturas e de preparo do solo (1989-2010). Embrapa Soja, 2010.

Foco: aumento do teor de MOS, raízes e cobertura do solo Manejo do solo no SPD Foco: aumento do teor de MOS, raízes e cobertura do solo - Permanência no sistema: resultados ao longo do tempo - Mínimo revolvimento do solo - Redução do intervalo colheita - semeadura - Diversificação de culturas

Área cultivada na região sudoeste do Paraná, 2013/2014. Em algumas regiões, como a de Maringá, proporção ocupada pelo milho na 2ª safra é de quase 90%. Fonte Deral, 2014 (núcleos de Francisco Beltrão e Pato Branco).

Fonte Deral, 2014 (núcleos de Francisco Beltrão e Pato Branco). +105 mil ha -110 mil ha Evolução da área cultivada (2007/08 a 2013/14) com milho 1ª safra e soja na região sudoeste do Paraná.

45% das áreas de soja com solo compactado (0,1-0,2 m) Paraná 45% das áreas de soja com solo compactado (0,1-0,2 m) Franchini et al. (2009): 45% das áreas de SPD com grau de compactação do solo acima do considerado críticos à produtividade das culturas Foto: Enoir C. Pellizzaro

Redução da produtividade das culturas Compactação do solo Compactação  disponibilidade H2O  porosidade total Alteração da distribuição dos poros por diâmetro  volume H2O armazenada  energia retenção  condutividade hidráulica  resistência à penetração  volume de solo explorado Limitação absorção de nutrientes e perdas Deficiência de O2  doenças Redução da produtividade das culturas

Sem déficit -14% - 55% Com déficit Sem déficit: umidade equivalente a uma tensão de -10 kPa durante todo o ciclo da cultura (0,14 kg/kg) Com déficit: umidade equivalente a uma tensão de -50 kPa durante todo o ciclo da cultura (0,11 kg/kg) Produtividade da soja em função da densidade do solo e da disponibilidade hídrica. Adaptado de Beutler et al. (2005).

Manejo da compactação do solo Racionalização do tráfego - Evitar tráfego sob solo muito úmido - Aumento da área de contato pneu-solo - Uso de máquinas mais leves – PLANEJAMENTO E LASTRO - Pneus radiais - Proibida a entrada de caminhões e carretas graneleiras - Mínima pressão de inflação possível

Manejo da compactação do solo Manejo biológico Médio-longo prazo Curto-médio prazo Preservação/melhoria da estrutura do solo Recuperação de solos compactados Prevenção da compactação Raízes, hifas, exudatos MOS, raízes, hifas, exudatos 23

Manejo da compactação do solo Manejo biológico - prevenção 1) Adição constante de material orgânico 2) Qualidade do material orgânico 3) Raízes vivas Fundamentos Fonte: J. E. Denardin

Manejo biológico - prevenção Tremoço/milho Aveia/soja Trigo/soja 20 40 60 80 100 120 140 160 180 50 30 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Profundidade (cm) Distância horizontal (m) Resistência à penetração em sistema plantio direto, em função do sistema de culturas empregado. Embrapa Soja, Londrina/PR, 1998. 25

Manejo biológico - recuperação “Escarificação” biológica Fundamento Formação de bioporos Fonte: J. E. Denardin 26

Manejo biológico - recuperação Consórcio aveia nabo (densidade de semeadura) Aveia: 30 kg ha-1 de sementes Nabo: 12 kg ha-1 de sementes Nabo solteiro: pelo menos 20 kg/há de sementes (IPR 116)

Manejo biológico - recuperação Nabo Aveia preta Pousio DMS 2 DMS 3 Resistência do solo à penetração, MPa Profundidade, m Debiasi (2008) Resistência do solo à penetração em função das plantas de cobertura de inverno. EEA/UFRGS, 2008.

Produtividade da soja (Kg ha-1) Manejo biológico - recuperação 18 2500 2700 2900 3100 3300 3500 3700 Produtividade da soja (Kg ha-1) 32 m 20 m 16 480 kg/ha 16% 14 12 10 12 m 5 m Comprimento m m-2 8 6 4 2 0-25 25-50 50-75 75-100 0-25 25-50 50-75 75-100 Pousio = barbecho aveia pousio Desenvolvimento radicular da soja em sistemas de rotação de culturas. Embrapa Soja/COAMO 02/2005.

Manejo biológico - recuperação 31

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 10 30 50 Distância horizontal (cm) Profundidade (cm) Milho safrinha Aveia + Nabo Avaliação realizada no final de novembro/2008, mais ou menos 20 dias após a semeadura da soja Urochloa ruziziensis Milho 2ª safra + U. ruziziensis Perfis de resistência do solo à penetração (MPa) em função de diferentes culturas de outono-inverno. Maringá/PR, 2008.

Milho-Soja Ruziziensis-Soja Sistema radicular da soja em função da cultura de outono/inverno. Maringá/PR, 2008.

Milho-Soja Ruziziensis-Soja 38% 57% 14% 100% Sistema radicular da soja em função da cultura de outono/inverno. Maringá/PR, 2008.

Manejo da compactação do solo Manejo mecânico - Escarificação 35 35

Aspectos positivos - eficiência comprovada; - resultados a curto prazo; - preparo conservacionista. Aspectos negativos quebra da continuidade dos poros; poros grandes; - não elimina a causa; - umidade do solo; - operações subseqüentes; - curto efeito residual.

Rotação 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0,5 0,3 0,1 Umidade: - 10 cm: 31,3 % 10 20 cm: 31,5 % Profundidade (m) Distância horizontal (m) Sucessão 10 cm: 29,1 % 20 cm: 30,7 % 1 2 3 4 5 6 7 MPa SPD contínuo PD escarificado a cada 3 anos Resistência à penetração no SPD e no PD escarificado a cada 3 anos, em função do sistema de culturas empregado. Embrapa Soja, Londrina/PR, 2010.

* Trigo/Soja Produtividade da soja em sistemas manejo do solo 19 safras (1993-2011). 38

Tremoço/milho – aveia/soja - trigo/soja – trigo/soja * Único ano em que as diferenças foram significativas e favoráveis ao PDE: ano 11 (99/00) Produtividade da soja em sistemas manejo do solo em 14 safras (1993-2011). 39 39

SPDN ESC -15% C8 -32% Único ano em que as diferenças foram significativas e favoráveis ao PDE: ano 11 (99/00) Produtividade da soja (BRS 359RR) em função do estado de compactação do solo, safra 2013/14. Embrapa Soja, 2014. 40 40

Considerações sobre a escarificação 1) Prática corretiva 2) Cuidados para maior eficiência da operação: - equipamento com ponteiras estreitas + disco de corte; - umidade do solo (friável); - evitar gradagem subsequente (rolo destorroador); - antes da cultura de inverno (aveia) e após a soja; - espaçamento entre as hastes: 1 a 1,3 x a profundidade.

Solo seco Solo friável

Manejo da compactação do solo Manejo mecânico – hastes sulcadoras Fonte: Semeato

Fonte: Andreolla & Gabriel Filho (2006). Trabalho realizado no oeste do Paraná em solo argiloso (Latossolo Vermelho Eutroférrico).Pastejo rotacionado por aproximadamente 45 dias, com 24 UAS. Pastagem de aveia Produtividade de grãos da soja em função do pastejo e do mecanismo sulcador de adubo. Unioeste, Cascavel, 2005.

Foto:Renato Levien 45 45

Considerações práticas sobre as hastes sulcadoras 1) Imprescindível em áreas suscetíveis à compactação superficial 2) Aplicação de fertilizantes em maiores profundidades 3) Raízes no sulco estabilizam “estrutura” 4) Cuidados para maior eficiência da operação: - profundidade do disco de corte: ± 2 cm; - evitar umidade excessiva; - velocidade de operação entre 4 e 6 km/h; - palha murcha, mal distribuída e/ou solo “solto” = embuchamento; - profundidade máxima 5 a 7 vezes a largura da ponteira. 46

Diversificação de culturas no SPD

Tremoço/milho – aveia/soja (ano 1) – trigo/soja (ano 2) – trigo/soja (ano 3) 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 Rotação (ano 1) (ano 2) (ano 3) Sucessão Produtividade (Mg ha-1) Em 3 anos = + 23,5 scs/ha (57 scs/alq) -17% Em três anos, 56 scs/alqueire a mais de produtividade (23,3 scs/ha) Produtividade da soja em função do sistema de culturas e do número de anos após o cultivo do milho (1991-2009). Embrapa Soja, Londrina/PR.

-R$ 1.276/alq (-33%) Preço da soja: R$ 61,00 Preço do milho: R$ 23,00 Receita, custo e lucro operacional nas culturas da soja e do milho (1991 a 2014). Embrapa Soja, Londrina/PR, 2014.

R$ 585,00/alqueire/ano Preço da soja: R$ 61,00 Preço do milho: R$ 23,00 Diferenças na receita, custo e lucro operacional (acumulado de quatro anos) entre um sistema de rotação (75% soja e 25% milho no verão) e outro de sucessão (100% de soja no verão). Embrapa Soja, Londrina/PR, 2013.

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 1985/86 1986/87 1987/88 1988/89 1989/90 Média Produtividade (t ha -1 ) Aveia preta Trigo +10% Produtividade da soja em função da cultura de inverno antecessora. Embrapa Soja, Londrina/PR, 1991.

Tremoço/milho – aveia/soja – trigo (ano 1)/soja – trigo (ano 2)/soja 2,20 2,30 2,40 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 Rotação (ano 1) (ano 2) Sucessão Produtividade (Mg ha-1) + 15% + 6% Produtividade do trigo em função do sistema de culturas e do número de anos após o cultivo de aveia (1991-2009). Embrapa Soja, Londrina/PR.

95 100 105 110 115 120 50 Proporção da área com milho safrinha Produtividade relativa Produtividade relativa do milho de safrinha em função da proporção da área ocupada pela cultura. Embrapa Soja/COAMO, Campo Mourão/PR.

10 11 12 13 Milho safrinha Trigo Aveia Ervilhaca Tremoço Produtividade (Mg ha-1) Produtividade do milho de verão (2009/2010) em função da cultura de inverno antecedente. Embrapa Soja/COAMO, Campo Mourão/PR.

Integração lavoura-pecuária Pastagem anual de inverno Produção de grãos no verão Foto: Alvadi A. Balbinot Jr.

Benefícios 1) Cobertura do solo (viva e morta) 2) Melhoria da qualidade do solo 3) Aumento da renda por área Diversificação da renda e redução dos riscos Pastagem de inverno: 400 kg/ha de ganho de peso vivo = R$ 1.600 por ha de renda bruta ou 4000 L de leite/ha = R$ 3.800 por ha Custo produção de carne 500-600 reais por ha

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Fonte: Carvalho et al., 2011 Teor de matéria orgânica do solo no início e após 9 anos de iLP. UFRGS, São Miguel das Missões, 2008. 58

Exportação de macronutrientes por área e por unidade de produto (carne ou leite) kg vivo Hectare2 Litro ---- g ---- --- kg --- N 25,3 10,1 5,25 21,0 P 6,7 2,7 1,00 4,0 K 1,3 0,5 1,50 6,0 S 0,30 1,2 Ca 13,3 5,3 1,30 5,2 Mg 0,12 Silagem milho3 kg/ha 230,0 26 258 - 58 32 Soja3 kg/ha 178,0 15,3 58,1 18,9 10,5 7,0 1 Adaptado de Pinheiro & Mosquim (1991), Humphreys (1991), Ball et al. (2006) e Moraes et al. (2007). 2 Valores obtidos considerando uma produção de 400 kg de carne (peso vivo) e 4000 L de leite. 3 Valores obtidos considerando uma produção 3,5 t ha-1 de grãos de soja e 18,5 t ha-1 de silagem de milho.

UFRGS

Fonte: Flores (2008) Densidade do solo em função da altura de manejo da pastagem e da camada amostrada (média de cinco ciclos de pastejo). UFRGS, São Miguel das Missões, 2008.

Produtividade da soja (média de cinco safras) em diferentes alturas de manejo da pastagem de inverno, em Campo Mourão/PR. COAMO, IAPAR, UEM e UFPR (2009). No manejo a 21 cm, em anos favoráveis se consegue uma lotação de aproximadamente 2,5 UAS por ha (aproximadamente 1200 kg de peso vivo por ha. Nesse sistema, o período de utilização da pastagem é de cerca de 130 dias, sendo o pastejo contínuo. Os animais são retirados com aproximadamente 40 dias de antecedência à semeadura da soja, propiciando que a pastagem acumule massa seca que servirá para a cobertura do solo. A dessecação deve ser feita com pelo menos três semanas de antecedência à semeadura da soja, no intuito de minimizar o efeito alelopático exercido pelo azevém sobre a soja. O siste3ma prevê ainda a adubação do sistema, de modo que a soja não é adubada. Por outro lado, a pastagem recebe uma adubação de 200 kg/ha de 8-20-20 na base e 500 kg/ha de sulfato de amônio em cobertura (100 kg de N)

Considerações finais 1) O manejo do solo deve ser focado no aumento/preservação da matéria orgânica, na cobertura do solo e nas raízes 2) É necessário diversificar o sistema produtivo: resultados no médio-longo prazo; principal estratégia para manejo da compactação do solo - todas as culturas do sistema são beneficiadas; - qualidade das operações; - redução de custos; - ILP: excelente alternativa quando bem manejada - diversificação de culturas: INVESTIMENTO! 67

Obrigado pela atenção! henrique.debiasi@embrapa.br (43) 3371 6217