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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2013.tde-02042013-112744
Document
Author
Full name
Diogo Néia Eberhardt
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2013
Supervisor
Committee
Muraoka, Takashi (President)
Boaretto, Antonio Enedi
Coutinho, Edson Luiz Mendes
Fernandes, Dirceu Maximino
Pavinato, Paulo Sergio
Title in English
Phosphorus use efficiency in conservation agricultural system: impact of organic restitution
Keywords in English
Bioavailability
Conservation system
Green manure
Organic phosphorus
Abstract in English
The tropical savannas cover an area of approximately 1,900 million ha second biome of Brazil. Phosphorus (P) is frequently a major or even the prime limiting factor for plant growth in the subtropical and tropical regions (highly weathered soils). Small-scale farming systems are fairly representative in Brazil, accounting for approximately 84.4% of Brazilian agriculture establishments and the conventional tillage being the common practice in the systems. The objective of this work was to study the dynamics of P in an agronomic experiment located in the Cerrado region, on the efficient use of P in conservation agricultural system: i) assessing soil spatial fertility variability of P, Ca, Mg, K and pH; ii) the C and P stock; and iii) characterizing of species of P by 31P-NMR spectroscopy. The area of study is located at Cerrado biome (Brazilian neotropical savannas) in a clayey Oxisol classified as Haplic Ferralsol. The treatments are characterized by different agricultural practices (conventional tillage - CT; and no-tillage - NT), and the presence or not of cover crops (Brachiaria ruziziensis - a grass specie and Cajanus cajan - a leguminous specie) with maize (Zea mays). In the study of spatial variability the data were analyzed by descriptive statistics and geostatistics. The semivariograms were computed according to the spherical model for pH H2O, pH CaCl2, K, LogK, Ca and Mg. P and LogP were modeled using a nugget effect model. Even ~20 years after deforestation the spatial distribution of pH H2O, pH CaCl2, Ca, Mg and exchangeable K is influenced by the wood windrow burning that took place during deforestation. The spatial distribution of P was not affected by the windrow woods burning. In the study conducted to improve the understanding of the conservation agriculture impact in small-scale farming systems on soil C and P stocks in the 0-40 cm layer due to its importance in agrosystem management. The C stocks (up to 40 cm depth) in NT and MCr treatments were significantly superior. The P stocks varied between 0.63 and 0.91 t ha-1 and were not significantly different among the treatments. No-till treatment and MCr treatments were the only ones that showed gains carbon, where the accumulation was 2.67 and 2.91 t C ha-1 year-1, respectively. The highlight of MCr treatment shows the important role of legumes in carbon sequestering. In the study of soil organic P aiming to determine how the amounts and forms of organic phosphorus vary according to the tillage systems and cover crops used. The Po (PMonoester and PDiester) values determined by NMR were not different among the treatments. The levels of Po were higher than 59% of the total content of POlsen and the main changes in relation to P occurred in the topsoil. The values show that Po does not change (PMonoester and PDiester) among the treatments. The maintenance of the Po levels, no accumulation and loss, suggests that the availability of P is not necessarily linked to accumulation, but to the increase of fluxes between active pools.
Title in Portuguese
Eficiência do uso de fósforo em sistema agrícola conservacionista: impacto das restituições orgânicas
Keywords in Portuguese
Adubo verde
Biodisponibilidade
Fósforo orgânico
Sistemas de conservacionista
Abstract in Portuguese
As savanas tropicais cobrem uma área de cerca de 1.900 milhões ha sendo o segundo bioma do Brasil. O fósforo (P) é frequentemente um grande ou mesmo o principal fator limitante no crescimento das plantas nas regiões tropicais e subtropicais (solos altamente intemperizados). Os sistemas agrícolas de pequena escala (agricultura familiar) são bastante representativos no Brasil, representando cerca de 85% dos estabelecimentos agropecuários e tendo como principal prática o preparo convencional do solo. O objetivo deste trabalho foi estudar a dinâmica do P em um experimento agronômico localizado na região do Cerrado, sobre o uso eficiente do P em sistema agrícola conservacionista: i) a avaliação da variabilidade espacial da fertilidade do solo de P, Ca, Mg, K e pH ii) o estoque de C e P, e iii) a caracterização das espécies de P por 31P-RMN. A área de estudo está localizada no bioma Cerrado em um Latossolo Vermelho distrófico argiloso. Os tratamentos são caracterizados por diferentes práticas agrícolas (preparo convencional - CT e plantio direto - NT), e a presença ou não de plantas de cobertura (Brachiaria ruziziensis e Cajanus cajan) com milho (Zea mays). No estudo da variabilidade espacial os dados foram analisados por estatística descritiva e geoestatística. Os semivariogramas foram calculados de acordo com o modelo esférico para pH H2O, pH CaCl2, K, logK, Ca e Mg. O P e LogP foram modelados usando um modelo de efeito pepita. Mesmo após ~ 20 anos do desmatamento, a distribuição espacial do pH H2O, pH CaCl2, Ca, Mg e K foi influenciada pela queima de madeira em leiras. A distribuição espacial de P não foi afetada pela queima da madeira em leira. No estudo realizado para melhorar a compreensão do impacto da agricultura conservacionista em sistemas agrícolas de pequena escala sobre os estoques de C e P no solo, na camada de 0-40 cm, os estoques de C nos tratamentos NT e MCr (milho + C. Cajan na linha) foram significativamente superiores. Os estoques de P variou entre 0,63 e 0,91 t ha-1 e não foram significativamente diferentes entre os tratamentos. O plantio e MCr foram os únicos tratamentos que apresentaram ganhos de carbono, onde o acúmulo foi de 2,67 e 2,91 t C ha-1 ano-1, respectivamente. O tratamento MCr mostra o importante papel das leguminosas no sequestro de carbono. No estudo do fósforo orgânico (Po) do solo com o objetivo de determinar como os teores e formas de Po variam de acordo com os sistemas de preparo e plantas de cobertura utilizadas. Os teores de Po (PMonoester e PDiester) determinados por RMN não foram diferentes entre os tratamentos. Os níveis de Po foram superiores a 59% do total do POlsen extraído e as principais alterações em relação ao PoOlsen ocorreu na camada superficial do solo. O Po (PMonoester e PDiester) determinado pela RMN não alterou entre os tratamentos. A manutenção dos níveis de Po sugere que a disponibilidade de P não está necessariamente ligada à sua acumulação, mas ao aumento dos fluxos entre as formas disponíveis (grupos ativos).
 
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Publishing Date
2013-04-22
 
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