Soil chemical and physical attributes in an area with single maize and intercropped with Panicum maximum

Izabely  Alves Lopes; Rose Luiza  Moraes Tavares; Silvio  Vasconcelos de Paiva Filho; Veridiana  Cardozo Gonçalves Cantão; Ivan Roberto  Brucceli; Augusto Matias de Oliveira

doi:10.17765/2176-9168.2024v17n3e11717

Izabely Alves Lopes Universidade de Rio Verde http://orcid.org/0000-0003-0723-454X
Rose Luiza Moraes Tavares Universidade de Rio Verde http://orcid.org/0000-0003-4672-8470
Silvio Vasconcelos de Paiva Filho Universidade de Rio Verde http://orcid.org/0000-0003-4156-1114
Dra Universidade de Rio Verde http://orcid.org/0000-0002-4104-6932
Ivan Roberto Brucceli Universidade de Rio Verde http://orcid.org/0000-0001-8521-5454
Augusto Matias de Oliveira Universidade de Rio Verde https://orcid.org/0000-0003-3556-2030

DOI: https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n3e11717

Keywords: Compaction, Brazilian Cerrado, Carbon stock, Physicochemical properties

Abstract

In the Cerrado Biom, a commonly used intercropping is between corn species and Urochloa, however, there are alternative grasses able to improve the corn intercropping, such as those of genus Panicum. Studies show that diversified crop rotation improves the efficiency of the agricultural system. Thus, it was aimed to evaluate the effect of the corn (Zea mays) and Zuri grass (Panicum maximum BRS Zuri) grown in the monoculture or intercropped under conditions with and without soil scarification in chemical and physical soil attributes. For this, an area under Red Oxisoil was used, in which part was scarified up to 30 cm deep and the other was not. In February 2020, corn and Zuri grass were planted in cultivar sole system or intercropped between the two species in compacted and scarified area, creating six evaluation areas. After the crop cycle, with corn harvest and Zuri grass crushing, soil sampling was carried out for evaluations at five points in each area. Corn in monoculture had lower soil moisture and greater resistance to penetration. And the soil without scarification had a higher C stock. The results showed that the Zuri grass using after soil revolving can be applied as a management strategy, looking to dry mass accumulation, bigger carbon stock and soil porosity, improving soil conditions for the summer crop. Besides that, the intercropped used improves the chemical soil conditions.

Author Biographies

Izabely Alves Lopes, Universidade de Rio Verde

Engenheira Agrônoma egressa da Universidade de Rio Verde - UniRV (2018-2022). Com atividades realizadas, como monitoria na disciplina de Hidráulica Agrícola e Barragens Rurais. Com dois projetos de Iniciação Cientifica na linha de pesquisa: Indicadores de Qualidade do Solo no Cerrado. Atualmente é analista de marketing na Biotrop - Soluções biológicas.

Rose Luiza Moraes Tavares, Universidade de Rio Verde

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA (2007), mestrado em Agronomia (Ciência do Solo) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP (2009) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP (2014). Realizou doutorado sanduíche na University of Minnesota and Department of Agriculture-USDA/USA (2012-2013). Realizou parte de um pós-doutorado na Embrapa Meio Ambiente (2015-2016). Atualmente é professora titular da Universidade de Rio Verde-GO, atuando no ensino, pesquisa e formação de recursos humanos em nível MsC na área de Manejo Sustentável do Solo. Atualmente coordena projetos financiados pelo CNPq e Fapeg/GO e é lider do grupo de pesquisa em "Gestão Sustentável do Solo e Sequestro de Carbono". Em pesquisa, seu objetivo é o avanço do conhecimento para manejos agrícolas adaptados ao Cerrado goiano com potencial de estoque de carbono, menor emissão de CO2 e qualidade do solo.

Silvio Vasconcelos de Paiva Filho, Universidade de Rio Verde

Possui graduação em Agronomia pela Universidade de Rio Verde - UniRV (2019) e mestrado em produção vegetal pela Universidade de Rio Verde - UniRV (2022), com ênfase em manejo e conservação do solo e da água. Durante a graduação atuou como estagiário no laboratório Multiusuários da UniRV.

Dra, Universidade de Rio Verde

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Pelotas (2004), mestrado em Ciência do Solo - UFRGS pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2007), doutorado em Ciência do Solo - UFRGS pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2009) e pós doutorado na Universidade Federal de Lavras (2011 e 2013) Atuou como professora temporária de fertilidade do solo e nutrição mineral de plantas para os cursos de Agronomia, Zootecnia e Engenharia Florestal da Universidade Federal de Lavras (2012 / 2013). Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Ciência do Solo, atuando principalmente nos seguintes temas: mobilidade de nutrientes e poluentes, elementos-traço, adsorção de íons, segurança alimentar. Foi coordenadora do Laboratório Industrial/Solos e pesquisadora do Centro Tecnológico da COMIGO/GO. Atualmente é professora titular da Faculdade de Agronomia da universidade de Rio Verde (UNIRV) e do Programa de Pós Graduação em Produção Vegetal da UNIRV.

Ivan Roberto Brucceli, Universidade de Rio Verde

Possui graduação em Agronomia pela Universidade de Rio Verde-UniRV (1997), e mestrado em Produção Vegetal pela UniRV (2021) com dissertação defendida na área de fertilidade e nutrição de solos. Tem experiência na área de Agronomia.

Augusto Matias de Oliveira, Universidade de Rio Verde

Técnico em Agropecuária, formado no Colégio Técnico de Bom Jesus (CTBJ). Graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Piauí - Campus Professora Cinobelina Elvas (UFPI-CPCE). Ex-monitor das disciplinas de Química Orgânica e Bioquímica. Trabalhou como colaborador no laboratório de Fitopatologia em projetos de pesquisa com nematoides. Foi bolsista do PIBID (Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência). Concluiu a graduação com a Láurea Universitária, uma distinção concedida aos alunos que se destacam ao longo do curso por seu excelente desempenho acadêmico. Mestre em Agronomia, área de concentração Produção Vegetal, com ênfase na área de Fitopatologia pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias da UFPI-CPCE. Doutor em Produção Vegetal, com ênfase na linha de Genética Molecular e Melhoramento Vegetal, pelo Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Campus JK. Experiência na área de microbiologia agrícola, trabalhando especialmente com bactérias endofíticas. Atualmente é bolsista de pós-doutorado Capes no Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal da Universidade de Rio Verde (UniRV).

References

ALMEIDA, R. E. M. D.; GOMES, C. M.; LAGO, B. C.; OLIVEIRA, S. M. D.; PIEROZAN, C.; FAVARIN, J. L. Corn yield, forage production and quality affected by methods of intercropping corn and Panicum maximum. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 52, p. 170-176, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2017000300004.

ARSHAD, M. A.; LOWERY, B.; GROSSMAN, B. Physical tests for monitoring soil quality. In: DORAN, J. W.; JONES, A. J, editors. Methods for assessing soil quality. Madison (WI): Soil Science Society of America Journal, v. 5, p. 123-141, 1996. DOI: https://doi.org/10.2136/sssaspecpub49.c7.

BARBOSA, P. L.; SILVA, V. J.; PEDREIRA, G. G. S.; SBRISSIA, A. F.; SOLLENBERGER, L. E. Herbage Accumulation and Tillering Dynamics of Zuri Guineagrass under Rotational Stocking. Crop Science, v. 61, n. 5, p. 3787-3798, 2021. DOI: https://doi.org/10.1002/csc2.20536.

BHERING, L. L. Rbio: A tool for biometric and statistical analysis using the R platform. Crop Breeding and Applied Biotechnology, v. 17, p. 187-190, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/1984-70332017v17n2s29.

COSTA, N. R.; ANDREOTTI, M.; LOPLES, K. S. M.; YOKOBATAKE, L.; FERREIRA, J. P.; PARIZ, C. M.; BONINI, C. S. B.; LONGHINI, V. Z. Atributos do Solo e Acúmulo de Carbono na Integração Lavoura-Pecuária em Sistema Plantio Direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.39, n. 3, p. 852-863, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01000683rbcs20140269.

DUCHINI, P. G.; GUZATTI, G. C.; ECHEVERRIA, J. R.; AMÉRICO, L. F.; SBRISSIA, A. F. Experimental evidence that the perennial grass persistence pathway is linked to plant growth strategy. Plos One, v. 13, p. 1-15, 2018. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207360.

EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de métodos de análise de solo, 3. ed. rev. e ampl. Brasília, DF. Embrapa, 573p, 2017.

FERREIRA, C. J. B.; TORMENA, C. A.; SEVERIANO, E. C.; NUNES, M. R.; MENEZES, C. C. E.; ANTILLE, D. L.; OLIVEIRA PRETO, V. R. Effectiveness of narrow tyne and double-discs openers to overcome shallow compaction and improve soybean yield in long-term no-tillage soil. Soil and Tillage Research, v. 227, p. 105622, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105622.

FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, v.37, n.4, p.529-535, 2019. DOI: https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450.

GARLAND, G.; BÜNEMANN, E. K.; OBERSON, A.; FROSSARD, E.; SNAPP, S.; CHIKOWO, R.; SIX, J. Phosphorus cycling within soil aggregate fractions of a highly weathered tropical soil: A conceptual model. Soil Biology and Biochemistry, v. 116, p. 91-98, 2018. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.10.007.

GOMIDE, C. A. M.; PACIULLO, D. S. C.; MORENZ, M. J. F.; COSTA, I. A.; LANZONI, C. L. Productive and morphophysiological responses of Panicum maximum Jacq. cv. BRS Zuri to timing and doses of nitrogen application and defoliation intensity. Grassland Science, v. 65, n. 2, p. 93-100, 2019. DOI: https://doi.org/10.1111/grs.12226.

GUELFI, R.; FAQUIN, V.; SOUZA, A. S.; OLIVEIRA, G. C.; SANTOUCY, S. G.; BASTOS, C. E. A. Capim-Marandu sob efeitos de corretivos da acidez, gesso e compactação do Solo. Interciencia, v. 38, n. 9, p. 681–687, 2013.

JANUSCKIEWICZ, E. R.; PAIVA, L. M.; FERNANDES, H. J.; FREITAS, A. C.; DUARTE, C. F. D.; BISERRA, T. T.; GOMES, P. S. Structure, and nutritional value of BRS Zuri grass under shading. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v. 22, p. 1-15, 2021. DOI: https://doi.org/10.1590/S1519-99402122122021.

KUNDE, R. J.; LIMA, C. L. R.; SILVA, S. D. A.; PILLON, C. N. Tensile strength, friability, aggregation, and soil organic matter physical fractions of an Oxisol cultivated with sugarcane. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 53, n. 4, p. 487-494, 2018. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2018000400010.

LI, X. F.; WANG, Z. G.; BAO, X. G.; SUN, J. H.; YANG, S. C.; WANG, P.; WANG, C. B.; WU, J. P.; LIU, X. R.; TIAN, X. L.; WANG, Y.; LI, J. P.; WANG, Y.; XIA, H. Y.; MEI, P. P.; WANG, X. F.; ZHAO, J. H.; YU, R. P.; ZHANG, W. P.; CHE, Z. X.; GUI, L. G.; CALLAWAY, R. M.; TILMAN, D.; LI, L. Long-term increased grain yield and soil fertility from intercropping. Nature Sustainability, v. 4, n. 11, p. 943-950, 2021. DOI: https://doi.org/10.1038/s41893-021-00767-7.

LIMA, L. B.; PETTER, F. A.; LEANDRO, W. M. Desempenho de plantas de cobertura sob níveis de compactação em Latossolo Vermelho de Cerrado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, p. 1064-1071, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n11p1064-1071.

LOPES SOBRINHO, O. P.; SANTOS, L. N. S.; SANTOS, G. O.; CUNHA, F. N.; SOARES, F. A. L.; TEIXEIRA, M. B. Balanço hídrico climatológico mensal e classificação climática de Köppen e Thornthwaite para o município de Rio Verde, Goiás. Revista Brasileira de Climatologia, v. 27, n. 2, p. 19-33, 2020. DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v27i0.68692.

MOTA, L. G.; LOURENÇO, P. E. C.; MOTTA, L. J. M.; MOTTA, A. M.; MATTOS, J. S; CABRAL, C. H. A.; CABRAL, C. E. A. Morphological characteristics, and production of Xaraes and Zuri grass fertilized with combinations of sulfur and potassium. Boletim de Indústria Animal, v. 78, p. 1-14, 2021. DOI: https://doi.org/10.17523/bia.2021.v78.e1502.

NOTARIS, C.; JENSEN, J. L.; OLESEN, J. E.; SILVA, T. S.; RASMUSSEN, J.; PANAGEA. L.; RUBÆK, G. H. Long-term soil quality effects of soil and crop management in organic and conventional arable cropping systems. Geoderma, v. 403, p. e115383, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115383.

PEDREIRA, C. G. S.; BRAGA, G. J.; PORTELA, J. N. Herbage accumulation, plant-part composition and nutritive value on grazed signal grass (Brachiaria decumbens) pastures in response to stubble height and rest period based on canopy light interception. Crop and Pasture Science, v. 68, p. 62-73, 2017. DOI: https://doi.org/10.1071/CP16333.

PIAS, O. H. C.; TIECHER, T.; CHERUBIM, M. R.; MAZURANA, M.; BAYER, C. Crop yield responses to sulfur fertilization in Brazilian no-till soils: a systematic review. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 43, n. 1, p. 1–21, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/18069657rbcs20180078.

RAMOS, S. J.; FAQUIN, V.; RODRIGUES, C. R.; SILVA, C. A. Efeito residual das aplicações de fontes de fósforo em Gramíneas forrageiras sobre o cultivo sucessivo da soja em vasos. Bragantia, v. 69, n. 1, p. 149-155, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0006-87052010000100019.

SÁ, G. C. R.; CARVALHO, C. L. M.; MOREIRA, A.; HUNGRIA, M.; NOGUEIRA, M. A.; HEINRICHS, R.; SOARES FILHO, C. V. Biomass yield, nitrogen accumulation and nutritive value of Mavuno grass inoculated with plant growth-promoting bacteria. Communications in Soil Science and Plant Analysis, v. 50, n. 15, p. 1931-1942, 2019. DOI: https://doi.org/10.1080/00103624.2019.1648498.

SALOMÃO, P. E. A.; KRIEBEL, W.; SANTOS, A. A.; MARTINS, A. C. E. TheImportance of Straw No-Tillage System for Soil Restructuring and Organic Matter Restoration. Research, Society and Development, v. 9, n. 1, p. e154911870, 2020. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v9i1.1870.

SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRELAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; ARAÚJO FILHO, J. C.; OLIVEIRA, J. B.; CUNHA, T. J. F. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5 ed. Brasília (DF): Embrapa Solos. 2018.

SANTOS, H. P.; FONTANELI, R. S.; SPERA, S. T.; DREON, G. Fertilidade e teor de matéria orgânica do solo em sistemas de produção com integração lavoura e pecuária sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v. 6, n. 3, p. 474-482, 2011.

SHAH, K. K.; MODI, B.; PANDEY, H. P.; SUBEDI, A.; ARYAL, G.; PANDEY, M.; SHRESTHA, J. Diversified crop rotation: an approach for sustainable agriculture production. Advances in Agriculture, v. 2021, p. 1-9, 2021. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/8924087.

SIMS, J.R.; HABY, V.A. Simplified colorimetric determination of soil organic matter. Soil Science, v. 112, p. 137-141, 1971.

SOUSA, D. M. G.; LOBATO, E. Cerrado: correção do solo e adubação. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica; Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2004.

THAPA, V. R.; GHIMIRE, R.; PAYE, W. S.; VANLEEUWEN, D. Soil organic carbon and nitrogen responses to occasional tillage in a continuous no-tillage system. Soil and Tillage Research, v. 227, p. 105619, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105619.

VELDKAMP, E. Organic carbon turnover in three tropical soils under pasture after deforestation. Soil Science Society of America Journal, v.58, p.175-180, 1994.

ZHANG, H.; LUO, G.; WANG, Y.; FEI, J.; XIANGMIN, R.; PENG, J.; TIAN, C.; ZHANG, Y. Crop rotation-driven change in physicochemical properties regulates microbial diversity, dominant components, and community complexity in paddy soils. Agriculture, Ecosystems & Environment, v. 343, p. 108278, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.108278.