Soil water retention and s index after crop rotation and chiseling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Least limiting water range in soil under crop rotations and chiseling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Soybean root growth and yield in rotation with cover crops under chiseling and no-till

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Phosphorus and potassium balance in a corn-soybean rotation under no-till and chiseling

Nutrient use efficiency has become an important issue in agriculture, and crop rotations with deep vigorous rooted cover crops under no till may be an important tool in increasing nutrient conservation in agricultural systems. Ruzigrass (Brachiaria ruziziensis) has a vigorous, deep root system and may be effective in cycling P and K. The balance of P and K in cropping systems with crop rotations using ruzigrass, pearl millet (Pennisetum glaucum) and ruzigrass + castor bean (Ricinus communis), chiseled or not, was calculated down to 0.60 m in the soil profile for 2 years. The cash crops were corn in the first year and soybean in the second year. Crop rotations under no-till increased available P amounts in the soil-plant system from 80 to 100 %, and reduced K losses between 4 and 23 %. The benefits in nutrient balance promoted by crop rotations were higher in the second year and under without chiseling. Plant residues deposited on the soil surface in no-till systems contain considerable nutrient reserve and increase fertilizer use efficiency. However, P release from ruzigrass grown as a sole crop is not synchronized with soybean uptake rate, which may result in decreased yields. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Temporary effect of chiseling on the compaction of a Rhodic Hapludox under no-tillage

Mechanical chiseling has been used to alleviate the effects of compaction in soils under no-tillage (NT). However, its effect on the soil physical properties does not seem to have a defined duration period. The purpose of this study was to evaluate the behavior of the bulk density (BD) and degree of compaction (DC) at different soil depths, after chiseling in no-tillage, for one year. The experiment was performed in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil, using an Oxisol (Rhodic Hapludox). Bulk density and DC were previously measured in an area under NT for 16 years, then immediately after chiseling (CHI) in May 2009, six months after chiseling (CHI6M) in October 2009 and one year after chiseling (CHI12M) in May 2010. In the layers 0.0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m, there was a significant BD reduction CHI and a marked increase CHI6M. The BD values measured CHI12M were similar to those before tillage. Chiseling reduced the DC in the layers 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m, but returned to the initial values one year later. During the evaluation periods CHI, CHI6M and CHI12M, the BD increased in the layer 0.30-0.40 m, compared with NT. The highest DC values were observed six months after chiseling; nevertheless the structural recovery of the soil was considerable, possibly due to the high degree of soil resilience and the influence of the wetting and drying cycles detected in the study period. The chiseling effects, evaluated by BD and DC, lasted less than one year, i.e., the beneficial short-term effects of chiseling on the reduction of the surface BD increased the risk of compaction in deeper soil layers.

Direct observation of a long-lived single-atom catalyst chiseling atomic structures in graphene

Fabricating stable functional devices at the atomic scale is an ultimate goal of nanotechnology. In biological processes, such high-precision operations are accomplished by enzymes. A counterpart molecular catalyst that binds to a solid-state substrate would be highly desirable. Here, we report the direct observation of single Si adatoms catalyzing the dissociation of carbon atoms from graphene in an aberration-corrected high-resolution transmission electron microscope (HRTEM). The single Si atom provides a catalytic wedge for energetic electrons to chisel off the graphene lattice, atom by atom, while the Si atom itself is not consumed. The products of the chiseling process are atomic-scale features including graphene pores and clean edges. Our experimental observations and first-principles calculations demonstrated the dynamics, stability, and selectivity of such a single-atom chisel, which opens up the possibility of fabricating certain stable molecular devices by precise modification of materials at the atomic scale.

Demanda energética na subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo

A subsolagem é uma das operações mecanizadas de elevado custo e demanda energética por área, tradicionalmente utilizada pelos agricultores antes do preparo do solo na descompactação de camadas adensadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a demanda energética na operação de subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico num solo classificado como Nitossolo Vermelho Distroférrico. Os sistemas de preparo periódico foram: aração com discos; aração com discos mais uma gradagem de nivelamento; grade aradora; grade aradora mais gradagem de nivelamento e escarificação. O trator utilizado como fonte de potência no experimento foi um Valmet 128 (4x2tda). A demanda energética por área foi menor na subsolagem realizada depois do preparo periódico do solo, proporcionando uma economia de 21,9%. A realização da subsolagem depois do preparo periódico do solo resultou numa diminuição da exigência de força de tração em 21,1% e da potência disponível na barra de tração em 15%.

Consumo de combustível na operação de subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo

A subsolagem tem aumentado nos últimos anos de forma indiscriminada, faltando estudos que norteiem os melhores procedimentos para que novos problemas não sejam acrescentados devido a subsolagens inadequadas ou mesmo em solos onde a operação é desnecessária, e principalmente buscar redução no consumo de combustível. Dessa forma, este trabalho teve o objetivo de avaliar o consumo de combustível na operação de subsolagem efetuada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo, classificado como Nitossolo Vermelho distroférrico. Os preparos foram realizados com arado de discos, arado de discos mais uma gradagem de nivelamento, grade pesada, grade pesada mais gradagem de nivelamento e escarificador. A realização da subsolagem depois dos sistemas de preparo periódico requereu 15% menos de potência na barra de tração. A subsolagem depois dos diferentes sistemas de preparo economizou 16,5% de combustível por área. O deslizamento das rodas motrizes e a velocidade média operacional obtiveram melhor desempenho quando se realizou a subsolagem depois do preparo do solo.

Temperatura do solo em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Com o objetivo de avaliar o efeito do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro) sobre a temperatura do solo, realizou-se um experimento em um Nitossolo em Botucatu-SP no outono/inverno de 2000. Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 3 (três preparos e três manejos). O preparo do solo constou de: preparo convencional, preparo conservacionista com escarificação e plantio direto, e o manejo da cobertura: consórcio dessecado, rolado e triturado. Foram avaliados a temperatura do solo (termopares) a 5 cm de profundidade, de hora em hora, aos 7, 14, 30, 45 e 60 dias após a emergência das plantas do consórcio; o teor de água do solo na profundidade de 10 cm, nas mesmas épocas; e a cobertura do solo (massa seca e índice de cobertura), imediatamente após aplicação dos tratamentos. O sistema plantio direto apresentou temperaturas do solo menores que as do preparo convencional, até o 14º dia após emergência (DAE) das plantas. A partir do 30° DAE das plantas, a temperatura não foi mais influenciada pelos tratamentos, devido à cobertura do consórcio e ocorrência de boa disponibilidade de água no solo. Os manejos da cobertura com rolo-faca, triturador e herbicida não influenciaram a temperatura do solo. A temperatura do solo não interferiu no crescimento e desenvolvimento das culturas de cobertura.

Effects of different soil tillage systems and coverages on soybean crop in the Botucatu Region in Brazil

Nowadays, agricultural practices should combine high yields with a sustainable use of resources. Different tillage practices and crop covers, if combined, may help to achieve both objectives. In this work, several traits of a soybean (Glycine max L. Merr) cultivar were studied under different conditions of tillage and previous soil coverages. The experiment was installed at Lageado Research Station, Botucatu county, SP, Brazil, on a Paleudult. It consisted of nine treatments (combining three systems of soil tillage and three cover crops) and 4 replicates, yielding 36 plots of a randomized block experimental design. The soil tillage systems considered were: (i) conventional tillage with two heavy harrowing and a levelling harrowing; (ii) chiseling, and (iii) no-tillage with chemical drying of vegetation. The three cover crops used were: black oat, sorghum and spontaneous vegetation. Analyzed variables were: plant height, initial and final plant densities, height of first pod insertion, weight of a thousand grains, number of pods per plant, number of grains per pod, and crop yield. No significant differences were observed for most of the analyzed variables; however, conventional tillage produced significantly heavier grains and a higher number of pods per plant. The selected covers were considered an excellent coverage prior to planting soybean in a crop rotation. The three tillage systems can be used for deployment of culture without compromising the development of soybean.

Desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Avaliou-se o desempenho operacional de campo de uma semeadora-adubadora de precisão, equipada com seis linhas espaçadas de 550 mm, em um solo muito argiloso, classificado como Nitossolo Vermelho Distrófico Latossólico, na semeadura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Os tratamentos consistiram de três métodos de preparo do solo: a) convencional (uma aração com arado de discos e duas gradagens niveladoras); b) escarificação (uma passagem de escarificador conjugado com rolo destorroador), e c) semeadura direta. Esses procedimentos foram combinados com quatro condições de cobertura do solo no inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro manejados com rolo-faca, triturador de palhas, herbicida e solo em pousio). Os métodos de preparo do solo e os manejos da cobertura foram repetidos por três anos consecutivos. Os valores de força e pico de força de tração na barra, patinagem dos rodados motrizes e consumo de combustível foram maiores no preparo com escarificador em relação aos obtidos no preparo convencional e na semeadura direta. A capacidade de campo efetiva foi maior na semeadura direta em relação aos outros tratamentos. Os manejos efetuados nas coberturas vegetais e o solo mantido em pousio não influenciaram em nenhuma das variáveis.

Infiltração de água no solo sob escarificação e rotação de culturas

Nos solos com restrições físicas e, ou, físico-hídricas ao crescimento de raízes, aumentar o potencial de armazenagem de água por meio de melhorias na infiltração pode ser uma estratégia viável para aumento da produtividade das culturas. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a infiltração de água em um Nitossolo Vermelho distrófico, com três sistemas de rotação de culturas sob semeadura direta com e sem escarificação inicial. O sistema de rotação de culturas constou de: (1) milheto/soja/sorgo/milho/sorgo (M/S/So/Mi/So), (2) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis/milho/Brachiaria ruziziensis (M/S/B/Mi/B) e (3) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis + mamona/milho/Brachiaria ruziziensis + mamona (M/S/B+Ma/Mi/B+Ma). A infiltração de água no solo foi avaliada em campo com anéis concêntricos instalados na superfície, a 0,10 e 0,20 m de profundidade, em 2006 e 2007. Após o primeiro ano, o manejo com escarificação inicial do solo apresentou a maior infiltração de água. A rotação Brachiaria ruziziensis + mamona proporcionou maior infiltração da água no solo. A atividade do sistema radicular das espécies nas parcelas sem escarificação inicial aumentou a velocidade de infiltração da água no solo.

Estabilidade de agregados do solo após manejo com rotações de culturas e escarificação

O objetivo desse trabalho foi avaliar, em solo compactado, a estabilidade dos agregados influenciada pelo cultivo de espécies de cobertura em esquema de rotações de culturas, em sistema de semeadura direta, mediante o efeito da escarificação mecânica. As rotações de culturas repetidas por três anos consecutivos envolveram o cultivo de triticale e girassol, no outono-inverno, associados ao cultivo de milheto, de sorgo forrageiro e de Crotalária júncea como plantas de cobertura, antecedendo o da soja (cultura de verão). No tratamento envolvendo a escarificação mecânica, a área permaneceu em pousio entre os cultivos de outono-inverno e de verão. O experimento foi realizado na Fazenda Experimental Lageado (Botucatu-SP), nos anos agrícolas de 2003/2004, 2004/2005 e 2005/2006. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas. As amostras para a análise da estabilidade de agregados foram coletadas nas profundidades de 0 a 0,05 m e de 0,05 a 0,10 m após o manejo das plantas de cobertura em dezembro de 2003 e de 2005. Logo no primeiro ano de instalação do experimento, o cultivo de triticale resultou em maior porcentagem de agregados com mais de 2 mm, maior DMG e maior DMP na camada de 0 a 5 cm, além de maior DMP na camada de 0,05 a 0,10 m. Já a escarificação do solo e a ausência do cultivo de plantas de cobertura proporcionaram menor porcentagem de agregados maiores que 2 mm e menor DMP na camada de 0,05 a 0,10 m. A estabilidade dos agregados foi influenciada pela rotação de culturas, sendo maior na camada de 0 a 0,05 m e de 0,05 a 0,10 m quando o triticale foi introduzido como espécie de outono-inverno.

Correction of soil acidity in the subsurface of an oxisol with sandy loam texture under no-tillage

No Rio Grande do Sul (RS), muitas áreas sob plantio direto apresentam elevada saturação por Al e baixa saturação por bases na camada de 0,10-0,20 m (subsuperfície), e isso pode diminuir a produção de grãos de culturas anuais. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se a ocorrência de alta saturação por Al e baixa saturação por bases em subsuperfície (0,10-0,20 m), no plantio direto, pode representar um ambiente restritivo para a produção de culturas, bem como avaliar os modos de incorporação de calcário na correção da acidez do solo em subsuperfície. Para isso, foi realizado um experimento com os cultivos de soja (2005/ 2006), milho (2006/2007), trigo (2007) e soja (2007/2008), em um Latossolo Vermelho distrófico típico (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), 2006) de textura franco arenosa, há quatro anos sob plantio direto, no município de Tupanciretã (RS). Os seis tratamentos foram: sem revolvimento com ou sem calcário; lavração com ou sem calcário; e escarificação com ou sem calcário. Aos 24 meses após a aplicação dos tratamentos e nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15, 0,15-0,20 e 0,20-0,30 m, foram avaliados os valores de pH-H2O, saturação por Al e por bases. Avaliou-se a produtividade de soja (2005/2006), milho (2006/2007), trigo (2007) e soja (2007/2008). A acidez do solo em subsuperfície não alterou a produtividade das culturas quando as propriedades de acidez na camada de 0-0,10 m estavam em níveis em que não se recomenda a aplicação de calcário, segundo a CQFSRS/SC (2004). A incorporação de calcário com aração foi o modo mais eficiente de corrigir a acidez em profundidade.

Crescimento e atividade de raízes de soja em função do sistema de produção

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito de culturas de inverno e de primavera no crecimento do sistema radicular e na produtividade da soja, e comparar um método direto (trado) com um indireto (com rubídio), na análise do sistema radicular. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas pelas culturas de inverno, triticale (X Triticosecale) e girassol (Helianthus annuus), e as subparcelas pelos culturas de primavera, milheto (Pennisetum glaucum), sorgo forrageiro (Sorghum bicolor) e crotalária júncea (Crotalaria juncea), além da escarificação, realizada em 2003 e 2009. A soja (Glycine max) foi cultivada no verão e seu sistema radicular foi avaliado por amostragem física das raízes, com trado, e por avaliação da atividade radicular com rubídio. Modificações na arquitetura ou na atividade do sistema radicular da soja não afetaram a produtividade. A distribuição física e a atividade radicular não foram afetados significativamente pelas espécies de inverno, mas o crescimento foi favorecido após o cultivo do milheto e do sorgo forrageiro, na primavera. A medida direta do sistema radicular com trado apresenta baixa correlação com a atividade radicular.