Acidity and Aluminum Speciation as Affected by Surface Liming in Tropical No-Till Soils

Aluminum toxicity is one of the major soil factors limiting root growth in acidic soils. Because of the increase in organic matter content in the upper few centimeters of soils under no-till systems (NTS), most Al in soil solution may be complexed to dissolved organic C (DOC), thus decreasing its bioavailability. The aim of this study was to evaluate the effects of surface liming on Al speciation in soil solution in Brazilian sites under NTS. Field experiments were performed in two regions with contrasting climates and levels of soil acidity: Rondonopolis, Mato Grosso State, on a Rhodic Haplustox, and Ponta Grossa, Parana State, on a Typic Hapludox. The treatments consisted of a control and three lime rates, surface applied to raise the base saturation to 50, 70, and 90%. Soil solution was obtained at soil water equilibrium (1:1 w/w soil/water ratio). The effects of surface liming on soil chemical attributes and on the composition of the soil solution were dependent on weather conditions, time under NTS, and soil weathering. Most Al in soil solution was complexed to DOC, representing about 70 to 80% of the total Al at pH <5.0, and about 30 to 4096 at pH >5.0. Under pH 5.5, the results were closely correlated with the solubility line for amorphous Al. Organic complexes may control Al(3+) release into soil solution at pH <5.5. Results suggest that in areas under NTS for a long period of time, Al toxicity might decrease due to its complexation to high-molecular-weight organic compounds.

Surface Liming and Zinc Availability in a Long-Term Experiment under No-Till System

No-till (NT) system with crop rotation is one of the most effective strategies to improve agricultural sustainability in tropical and subtropical regions. To control soil acidity in NT, lime is broadcast on the surface without incorporation. The increase in soil pH due to surface liming may decrease zinc (Zn) availability and its uptake by crops. A field experiment was performed in Parana State, Brazil, on a loamy, kaolinitic, thermic Typic Hapludox to evaluate Zn bioavailability in a NT system after surface liming and re-liming. Dolomitic lime was surface applied on the main plots in July 1993 at the rates of 0, 2, 4, and 6 Mg ha-1. In June 2000, the main plots were divided in two subplots to study of the effect of surface re-liming at the rates of 0 and 3 Mg ha-1. The cropping sequence was soybean [Glycine max (L.) Merrill] (2001-2 and 2002-3), wheat (Triticum aestivum L.) (2003), soybean (2003-4), corn (Zea mays L.) (2004-5), and soybean (2005-6). Soil samples were collected at the following depths: 0-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20m, 10 years after surface liming and 3 years after surface re-liming. Soil Zn levels were extracted by four extractants: (i) 0.005molL-1 diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) + 0.1molL-1 triethanolamine (TEA) + 0.01molL-1 calcium chloride (CaCl2) solution at pH7.3 (DTPA-TEA), (ii) 0.1molL-1 hydrochloric acid (HCl) solution, (iii) Mehlich 1 solution, and (iv) Mehlich 3 solution. Zinc concentrations in leaves and grains of soybean, wheat, and corn were also determined. Soil pH (0.01molL-1 CaCl2 suspension) varied from 4.4 to 6.1, at the 0- to 0.05-m depth, from 4.2 to 5.3 at the 0.05- to 0.10-m depth, and from 4.2 to 4.8 at the 0.10- to 0.20-m depth, after liming and re-liming. Zinc concentrations evaluated by DTPA-TEA, 0.1molL-1 HCl, Mehlich 1, and Mehlich 3 solutions were not changed as a result of lime rate application. Re-liming increased Zn concentrations extracted by 0.1molL-1 HCl at 0-0.05m deep and by DTPA-TEA at 0.05-0.10m deep. Surface-applied lime promoted a decrease in Zn concentrations of the crops, mainly in grains, because of increased soil pH at the surface layers. Regardless of the liming treatments, levels of Zn were sufficient to soybean, wheat, and corn nutrition under NT.

Carbon and Nitrogen Dynamics in an Oxisol as Affected by Liming and Crop Residues under No-Till

The short-term effects of surface lime application and black oat (Avena strigosa Schreb.) residues, with or without N fertilization, were evaluated in a long-term no-till (NT) system on a sandy clay loam, a kaolinitic, thermic Typic Hapludox from the state of Parana, Brazil. The main plot treatments were: control and dolomitic lime applied on soil surface at 8 Mg ha(-1). Three treatments with crop residues were evaluated on the subplots: (i) fallow, (ii) black oat residues, and (iii) black oat residues aft er N fertilization at 180 kg ha(-1). Black oat dry biomass was not affected by the treatments during 3 yr. Surface liming increased soil pH, microbial biomass, microbial activity, and bacterial/fungal ratio at the soil surface (0-5 cm), resulting in increased amino acid turnover, water-soluble humic substances formation, and N mineralization and nitrification. While the application of black oat did increase the soil pH, overall it had much less effect on soil biological processes and C and N pools than did lime. We concluded that black oat cannot replace the need for lime to optimize crop production in these tropical NT systems. In the long term, however, black oat should aid in the amelioration of acidity and replenishment of soil organic C pools and should help reduce erosion. Overall, this study suggests that overapplication of inorganic fertilizer N may occur in some tropical NT systems. Further experiments are required in NT systems to investigate the use of slow-release N fertilizers in combination with lime and black oat as a mechanism to reduce acidification and promote sustainability.

Liming and Manganese Foliar Levels in Orange

Citrus cultures have a fundamental importance to the Brazilian economy; certain aspects such as plant nutrition, yield, and fruit quality are vital for the citrus industry sustainability. The present study evaluated the nutritional status of manganese in adult Pear orange trees using different lime rates topically applied to the soil. The direct evaluation of lime rates effects on leaf manganese (Mn) levels revealed a decrease of the nutrient correlated to its increased, as well as passage of time between application and measurement. Foliar sampling 30 months after surface lime application evidenced a high correlation of foliar manganese levels with soil base saturation of 10-20 cm. Leaf manganese levels which showed a great probability of high productivity were between 33 and 70 mg kg-1.

Annual crop rotation of tropical pastures with no-till soil as affectedby lime surface application.

Soil acidity and low natural fertility are the main limiting factors for grain production in tropical regionssuch as the Brazilian Cerrado. The application of lime to the surface of no-till soil can improve plant nutrition, dry matter production, crop yields and revenue. The present study, conducted at the Lageado Experimental Farm in Botucatu, State of São Paulo, Brazil, is part of an ongoing research project initi-ated in 2002 to evaluate the long-term effects of the surface application of lime on the soil?s chemical attributes, nutrition and kernel/grain yield of peanut (Arachis hypogaea), white oat (Avena sativa L.) and maize (Zea mays L.) inter cropped with palisade grass (Urochloa brizantha cv. Marandu), as well as the forage dry matter yield of palisade grass in winter/spring, its crude protein concentration, estimated meat production, and revenue in a tropical region with a dry winter during four growing seasons. The experiment was designed in randomized blocks with four replications. The treatments consisted of four rates of lime application (0, 1000, 2000 and 4000 kg ha−1), performed in November 2004. The surface application of limestone to the studied tropical no-till soil was efficient in reducing soil acidity from the surface down to a depth of 0.60 m and resulted in greater availability of P and K at the soil surface. Ca and Mg availability in the soil also increased with the lime application rate, up to a depth of 0.60 m. Nutrient absorption was enhanced with liming, especially regarding the nutrient uptake of K, Ca and Mg by plants.Significant increases in the yield components and kernel/grain yields of peanut, white oat and maize were obtained through the surface application of limestone. The lime rates estimated to achieve the maximum grain yield, especially in white oat and maize, were very close to the rates necessary to increase the base saturation of a soil sample collected at a depth of 0?0.20 m to 70%, indicating that the surface liming of 2000 kg ha−1is effective for the studied tropical no-till soil. This lime rate also increases the forage dry matter yield, crude protein concentration and estimated meat production during winter/spring in the maize-palisade grass inter cropping, provides the highest total and mean net profit during the four growing seasons, and can improve the long-term sustainability of tropical agriculture in the Brazilian Cerrado.

Nitrate role in basic cation leaching under no-till

Especially under no-tillage, subsuface soil acidity has been a problem, because it depends on base leaching, which has been associated with the presence of low molecular weigth organic acids and companion anions. The objective of this study was to evaluate exchangeable base cation leaching as affected by surface liming along with annual urea side-dressing of maize and upland rice. Treatments consisted of four lime rates (0, 1500, 3000, and 6000 kg ha-1) combined with four nitrogen rates (0, 50, 100, and 150 kg ha-1) applied to maize (Zea mays) and upland rice (Oryza sativa), in two consecutive years. Maize was planted in December, three months after liming. In September of the following year, pearl millet (Pennisetum glaucum) was planted without fertilization and desiccated 86 days after plant emergence. Afterwards, upland rice was grown. Immediately after upland rice harvest, 18 months after surface liming, pH and N-NO3-, N-NH4+, K, Ca, and Mg levels were evaluated in soil samples taken from the layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm. Higher maize yields were obtained at higher N rates and 3000 kg ha-1 lime. Better results for upland rice and pearl millet yields were also obtained with this lime rate, irrespective of N levels. The vertical mobility of K, Ca and Mg was higher in the soil profiles with N fertilization. Surface liming increased pH in the upper soil layers causing intense nitrate production, which was leached along with the base cations.

Soil water erosion under different cultivation systems and different fertilization rates and forms over 10 years

The action of rain and surface runoff together are the active agents of water erosion, and further influences are the soil type, terrain, soil cover, soil management, and conservation practices. Soil water erosion is low in the no-tillage management system, being influenced by the amount and form of lime and fertilizer application to the soil, among other factors. The aim was to evaluate the effect of the form of liming, the quantity and management of fertilizer application on the soil and water losses by erosion under natural rainfall. The study was carried out between 2003 and 2013 on a Humic Dystrupept soil, with the following treatments: T1 - cultivation with liming and corrective fertilizer incorporated into the soil in the first year, and with 100 % annual maintenance fertilization of P and K; T2 - surface liming and corrective fertilization distributed over five years, and with 75 % annual maintenance fertilization of P and K; T3 - surface liming and corrective fertilization distributed over three years, and with 50 % annual maintenance fertilization of P and K; T4 - surface liming and corrective fertilization distributed over two years, and with 25 % annual maintenance fertilization of P and K; T5 - fallow soil, without liming or fertilization. In the rotation the crops black oat (Avena strigosa ), soybean (Glycine max ), common vetch (Vicia sativa ), maize (Zea mays ), fodder radish (Raphanus sativus ), and black beans (Phaseolus vulgaris ). The split application of lime and mineral fertilizer to the soil surface in a no-tillage system over three and five years, results in better control of soil losses than when split in two years. The increase in the amount of fertilizer applied to the soil surface under no-tillage cultivation increases phytomass production and reduces soil loss by water erosion. Water losses in treatments under no-tillage cultivation were low in all crop cycles, with a similar behavior as soil losses.

Aplicação de calcário e culturas de cobertura na implantação do sistema plantio direto em cerrado

Este estudo objetivou avaliar a correção do solo no estabelecimento do sistema plantio direto em Latossolo Vermelho localizado em região típica de Cerrado, Selvíria - MS. Os tratamentos consistiram em cinco formas de aplicação de calagem, em dose única ou parcelada, e duas culturas de cobertura. A calagem sem incorporação, independentemente do modo de aplicação, corrigiu a acidez do solo e aumentou os teores de Ca e Mg na camada de 0-0,05 m; nas demais profundidades, não houve alterações significativas desses atributos. A incorporação do calcário na camada de 0-0,2m modificou, uniformemente, os valores de pH, Ca, Mg e soma de bases do solo até à profundidade de 0,2 m. O sorgo como cultura de cobertura possibilitou maiores teores de Ca e Mg quando a dose de calcário foi subdividida em três aplicações.

Efeito da calagem superficial em plantio direto na concentração de cátions hidrossolúveis na parte aérea de culturas anuais

A acidez do solo no sistema plantio direto pode ser minimizada com aplicação superficial de calcário. Tal prática é favorecida pela permanência de restos vegetais na superfície do solo, pela liberação de compostos orgânicos hidrossolúveis, que variam de planta para planta. Por isso foi instalado um experimento em Latossolo Vermelho distrófico (V = 41 %) em Botucatu (SP), objetivando avaliar os efeitos da aplicação superficial de calcário dolomítico na concentração de cátions solúveis nos resíduos vegetais das culturas de milheto, feijão e aveia preta em dois anos agrícolas (2002/2003 e 2003/2004). No caso do feijoeiro, o delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram representadas por cultivares de feijão (Carioca, IAC Carioca Eté, Pérola, IAPAR 81 e Campeão 2), enquanto as subparcelas foram formadas por doses de calcário dolomítico (sem aplicação, 1,8; 3,6 e 5,4 t ha-1). Para o milheto e aveia preta foram consideradas apenas as doses como fator. Foram avaliados os teores de Ca, Mg, K e Mn na parte aérea de todas as culturas, bem como a condutividade elétrica no extrato. Os resultados evidenciaram que os teores de Ca, K e Mg solúveis na parte aérea das culturas anuais avaliadas não foram alterados com a aplicação superficial de doses de calcário dolomítico. As culturas do milheto e feijão apresentaram maior teor de cátions solúveis na parte aérea, quando comparado ao da aveia preta.

Aplicação superficial de calcário em pomar de laranjeira pêra em produção

A citricultura paulista é a maior do mundo, sendo de extrema importância manejos que visem a aumentar e melhorar a produção de frutos. Com vistas a isso, foi instalado na EECB (Bebedouro-SP), em um Latossolo Vermelho distrófico típico, um experimento com a aplicação de cinco doses de calcário calcinado, em julho/99. Os efeitos no solo foram avaliados através de amostragens nas camadas de 0-10; 10-20; 20-40 e 40-60 cm, aos 6; 12; 18; 24; 30 e 36 meses. Através da utilização de modelos lineares, constatou-se que os efeitos da aplicação superficial de calcário no solo podem atingir até a camada de 20-40 cm, sendo a saturação por bases uma ótima característica indicadora da ação do corretivo. A máxima reação do calcário ocorreu entre 12 e 18 meses após a aplicação. O estado nutricional das plantas e a produção foram alterados, significativamente em função da aplicação superficial de calcário, sendo que melhores respostas da planta foram obtidas com saturação por bases de aproximadamente 50%.

Alterações nos atributos químicos de um Latossolo distroférrico decorrentes da granulometria e doses de calcário em sistemas plantio direto e convencional

Atualmente, percebe-se o interesse na calagem superficial, sem prévia incorporação, para instalação do sistema plantio direto (SPD). Dessa forma, objetivou-se determinar os efeitos de granulometria e doses de calcários no SPD, em fase de implantação, e no sistema de plantio convencional (SPC) sobre o pH, H + Al, Ca2+ e Mg2+. O experimento foi realizado no ano agrícola de 1998/99, na FCA/UNESP-Botucatu (SP), em Latossolo Vermelho. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com parcelas subsubdivididas e quatro repetições. As parcelas representaram os sistemas de plantio (SPD e SPC); as subparcelas, a granulometria dos calcários [grosso (PRNT = 56 %) e fino (PRNT = 90 %)], e as subsubparcelas, as doses de 2, 4 e 6 t ha-1 (calcário grosso) e 1,2; 2,4 e 3,6 t ha-1 (fino). O solo foi amostrado, a 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade, 1, 3 e 12 meses após a aplicação dos corretivos. A análise de variância não detectou interação tripla entre os fatores. A aplicação de calcário superficial no SPD, independentemente da granulometria e da dose, alterou positivamente os atributos químicos do solo (0-5 e 5-10 cm), 12 meses após a calagem. O corretivo continuou reagindo, independentemente do sistema de plantio, de forma intensa, mesmo após três meses. A aplicação de doses mais elevadas de calcário, com maior granulometria, sugeriu efeito residual prolongado.

Atributos químicos do solo decorrentes da aplicação em superfície de calcário e gesso em sistema plantio direto recém-implantado

Há interesse em implantar o sistema plantio direto em áreas anteriormente cultivadas no sistema convencional ou sob pastagem, corrigindo a acidez com calagem superficial após a implantação do sistema. Essa prática pode ser possível desde que não haja impedimento físico do solo ao crescimento radicular. Nesse sentido, o gesso é uma alternativa para diminuição da atividade do Al3+ e aumento da saturação por bases (V), principalmente Ca2+, nas camadas do subsolo, podendo ser utilizado como produto complementar ao calcário. Este trabalho objetivou avaliar as alterações dos atributos químicos do solo (pH CaCl2, H + Al, Al3+, Ca2+, Mg2+, S-SO4(2-), V e teor de micronutrientes catiônicos) decorrentes da aplicação de calcário e de gesso agrícola em superfície em sistema plantio direto recém-implantado em região de inverno seco. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distroférrico de Botucatu (SP). O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico com PRNT de 71,2 % (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), visando elevar a saturação por bases a 50, 70 e 90 %, respectivamente. As subparcelas foram constituídas pelas doses de gesso agrícola de 0 e 2.100 kg ha-1. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades de 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60 e 0-0,20 m, aos três, seis, 12 e 18 meses da aplicação dos produtos. A aplicação superficial de calcário diminuiu a acidez e elevou os teores de Ca e Mg trocável, principalmente nas camadas superficiais do solo. A aplicação de gesso agrícola aumentou os teores de Ca trocável e S-SO4(2-), e diminuiu os teores de Al no solo, contribuindo para que os efeitos da calagem superficial nas características químicas do solo alcançassem, de forma mais rápida, as camadas do subsolo. Os valores de saturação por bases obtidos na profundidade de 0-0,20 m com a calagem foram menores do que os estimados pelo método da elevação da saturação por bases, principalmente nas maiores doses, mesmo com a aplicação de gesso agrícola. A calagem em superfície não alterou os teores de micronutrientes na camada de 0-0,20 m de profundidade.

Nutrição e produtividade de grãos da aveia-preta em função da aplicação de calcário e gesso em superfície na implantação do sistema plantio direto

A nutrição e produtividade das culturas podem ser afetadas pelas modificações químicas do solo causadas pela calagem e aplicação de gesso em superfície. Este trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação de calcário e gesso em superfície, na implantação do sistema plantio direto, sobre a nutrição e a produtividade de grãos da aveia-preta, em região de inverno seco, em área anteriormente utilizada com preparo convencional. O experimento foi realizado durante 2003 e 2004, em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Botucatu (SP). O delineamento foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas (18,0 x 5,4 m) foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), com PRNT = 71,2 %, e as subparcelas (9,0 x 5,4 m) pela aplicação ou não de 2.100 kg ha-1 de gesso agrícola. O aumento no teor de Ca no solo, provocado pela aplicação de calcário e gesso, diminuiu o teor de Mg na folha bandeira da aveia-preta em ano com deficiência hídrica. A aplicação de calcário em superfície aumentou os teores de K e reduziu os de Cu e Fe, e a aplicação de gesso agrícola aumentou o teor de S na folha bandeira da aveia-preta. A calagem em superfície aumentou a produtividade de grãos da aveia-preta, em ano com deficiência hídrica, com efeitos mais pronunciados na presença de aplicação de gesso.

Características agronômicas, produtividade e qualidade fisiológica da soja safrinha sob semeadura direta, em função da cobertura vegetal e da calagem superficial

A produtividade da soja, no sistema de semeadura direta (SSD), pode ser influenciada pelo tipo de cobertura vegetal que antecede, bem como pela calagem superficial. Todavia, os efeitos dessa técnica sobre os componentes da produção e sobre a qualidade fisiológica das sementes têm sido pouco estudados, principalmente para a soja safrinha sob SPD. Assim, objetivou-se avaliar algumas características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade e a qualidade fisiológica da semente da soja cultivada na safrinha, em função de diferentes coberturas vegetais, com e sem calagem superficial, sob SSD. O experimento foi conduzido no ano de 1999/00, na Fazenda Experimental Lageado, FCA/UNESP/Botucatu-SP. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em parcela subdividida, com 4 repetições. As parcelas de 6m x 10m, foram constituídas de sorgo de Guiné vermelho e branco (Sorghum bicolor), milheto (Pennisetum americanum), painço (Panicum dichotomiflorum), vegetação espontânea e sem vegetação. Aos 53 dias após a emergência, as coberturas vegetais foram dessecadas e acamadas, seguindo-se a aplicação superficial de 3,1 t.ha-1 de calcário na metade das parcelas, visando à elevação da V%=70%. Após 2 semanas, realizou-se a semeadura da soja, cv. IAC-19, em safrinha. Determinou-se o estande final, a altura de inserção da primeira vagem, a altura de planta, o número total de vagens e vagens chochas por planta, o número de sementes por vagem total, a massa de 100 sementes e a produtividade. Com relação à qualidade fisiológica das sementes determinou-se a germinação e o vigor, por meio dos testes de envelhecimento artificial, germinação a temperatura subótima, M.S. de plântula e condutividade elétrica. Na implantação do SSD, a cobertura vegetal e a calagem superficial não afetam as características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade de sementes e a qualidade fisiológica das sementes de soja cultivadas em safrinha, com exceção da condutividade elétrica.

Cátions hidrossolúveis na parte aérea de culturas anuais mediante aplicação de calcário e gesso em superfície

A eficiência da calagem superficial pode ser melhorada por meio de compostos orgânicos hidrossolúveis liberados por resíduos vegetais. No entanto, não se sabe se os teores desses compostos nos resíduos das culturas podem ser modificados pela aplicação de calcário e gesso em superfície. O presente trabalho objetivou avaliar os efeitos das aplicações de calcário e gesso em superfície sobre os teores de cátions solúveis nos resíduos vegetais das culturas de arroz, feijão e aveia-preta. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distroférrico de Botucatu (SP). O delineamento foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1) e as subparcelas, pela aplicação ou não de 2.100 kg ha-1 de gesso agrícola. Para as culturas de verão foi utilizado esquema de parcela subsubdividida. As subsubparcelas foram constituídas por dois cultivares de arroz de terras altas (Caiapó e IAC 202), no ano agrícola 2002/03, e dois cultivares de feijão (Pérola e Carioca), em 2003/04. A aveia-preta foi cultivada no inverno dos dois anos, utilizando apenas o cultivar Comum. Os teores de cátions solúveis na parte aérea das culturas de arroz, feijão e aveia-preta foram alterados pela aplicação de calcário e gesso em superfície. A gessagem em superfície aumentou os teores solúveis de Ca e reduziu o de Mg na parte aérea das culturas, principalmente nas primeiras safras após a aplicação. A calagem aumentou os teores de cátions solúveis na parte aérea de todas as culturas. As culturas do feijão e da aveia-preta apresentaram maiores teores de cátions solúveis nos resíduos da parte aérea, avaliados no florescimento.