Crop rotation, crop succession and lime rates on the soil chemical and physical characteristics maize and maize (Zea mays L.) root system and yield

Avaliou-se o efeito da rotação e sucessão de amendoim e mucuna-preta sobre a cultura de milho, em comparação com o seu cultivo contínuo, bem como a ação de três níveis de calagem, tentando-se associar os resultados às mudanças ocorridas em características físicas e químicas do solo, e de que forma estas afetariam o desenvolvimento do sistema radicular, os produção de grãos. O trabalho foi desenvolvido no Centro Experimental de Campinas, do Instituto Agronômico, em Campinas - SP, em um experimento instalado em Latossolo Vermelho-Escuro, no oitavo ano de sua condução. O experimento, em blocos ao acaso com parcelas subdivididas e três repetições, tinha nas parcelas os seguintes tratamentos: milho contínuo (Mi-cont.); rotação de milho com amendoim e este com amendoim em sucessão (Mi-Aa/As); e rotação de milho com amendoim e este com mucuna-preta em sucessão (Mi-a/Mu), e nas subparcelas os níveis de calagem: 0,3 e 6t/ha. A profundidade de amostragem do solo foi considerada como um fator de estudo e tratada como subsubparcela. Amostras de solo foram retiradas das profundidades 0 a 20, 20 a 40 e 40 a 60 cm e avaliadas quanto às características químicas; Mat. Org., pH, P, K, Ca, Mg, Al troe., H + Al, Cu, Fe, Mn e Zn, soma de bases, saturação por bases e capacidade de troca de cátions. A avaliação do sistema radicular foi feita através do método do trado, o qual constou da retirada de amostras volumétricas de solo + raízes de 10 em 10cm até à profundidade de 50 cm, utilizando-se um trado tipo caneca com 7cm de diâmetro. Após a separação das raízes, elas foram secas e pesadas. Utilizou-se também o método do perfil, através do qual fez-se uma avaliação da quantidade de raízes em um perfil transversal à linha de plantio central da parcela. Das trincheiras abertas para a execução desse método, foram retiradas amostras indeformadas de solo, usadas na determinação da porosidade total, macroporosidade, densidade aparente e curva característica de umidade para as profundidades 0 a 20; 20 a 40 e 40 a 60cm. Determinaram-se os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn, em uma amostra composta do terço central de folhas +4 de quinze plantas de milho e avaliou-se a produção de grãos de toda a parcela. Os resultados mostraram que os sistemas de rotação e sucessão não afetaram as características físicas e químicas do solo e estas, por sua vez, não alteraram o desenvolvimento do sistema radicular e nem a produção do milho, quando comparados com o cultivo contínuo. Já a calagem, mesmo após quatro anos e meio da última aplicação, ainda foi capaz de manter seu efeito principalmente, sobre a neutralização do alumínio trocável e sobre os teores de cálcio e magnésio, o que promoveu maior desenvolvimento do sistema radicular e maior produção de grãos, não alterando porém, as características físicas do solo. A calagem atuou também em profundidade, mas foi na camada 0 a 20cm que as características químicas apresentaram maior variação. O método do perfil se mostrou mais adequado para o estudo do sistema radicular, que o método do trado. O desenvolvimento do sistema radicular mostrou uma relação direta com a produção de grãos e com os efeitos resultantes da ação dos fatores em estudo.The effects of both crop rotation and succession of peanut or velvet bean on the corn plants were evaluated in comparison with a continuous maize crop. Also, the effects of three lime rates were studied in relation to the changes in some soil chemical and physical characteristics. The root system distribution nutrients concentrations and grain yield of corn were also determined. A field experiment was carried out at the Experimental Center of the Instituto Agronômico in Campinas, State of São Paulo. The soil is classified as a Dark-Red Latosol and the samples were taken in the 8th year of experimentation. A randomized complete block design was used in a split-plot arrangement, with three replications. Three cropping systems, as the plots, were as follows: continuous maize cropping (Mi-cont.); maize and wet-season peanut in rotation (Mi-Aa/As); and this one with dry-season peanut in succession, and maize and wet-season peanut in rotation, and this one with velvet bean in succession (Mi-Aa/Mu). Lime rates (0, 3 and 6 t/ha) constituted the sub-plots. Soil sampling depths (0 to 20cm; 20 to 40cm and 40 to 60cm) were considered as sub-sub-plots. Soil organic matter, pH, phosphorus, exchangeable cations (potassium, calcium, magnesium and aluminum plus hydrogen), extractable copper, iron-, zinc, manganese, percentage of basis saturation and cation exchangeable capacity were calculated. The root system was evaluated by through the auger method, using an auger with 7 cm in diameter. In such evaluation samples were taken containing soil plus root down to 50 cm depth by a 10 cm interval. Roots were separated from the soil, were dried and weighed. Also a profile wall method was used to estimate the amount of roots in a transverse profile to the middle row. After a 5mm of soil removal, from the whole profile a counting was done through the utilization of a "string-crossline" 60 x 90cm, with 5cm x 5cm meshes. From the sarne trenches, undeformed soil sampling were taken in the three depths to determine total porosity, macroporosity, bulk density, and moisture characteristic curve. Crop grain yields were recorded and +4 maize leaves collected at the bloom stage were analysed, for nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, boron, copper, iron, manganese and zinc. The results showed that both crop rotation and succession did not cause any change on the soil chemical and physical characteristics studied. There were no changes in the development of the root system nor the maize yield, when compared to the continuous cropping. The effects of liming on the exchangeable aluminum and on the exchangeable calcium and magnesium were verified even though it was applied for the last time in the experimental area four and half years before. As a consequence of those changes, a better growth of the root system and higher grain yield were found out. Liming did not change any of the physical characteristic determined in the soil properties related to soil depth. Most soil chemical characteristics changed with lime in the 0 to 20cm soil layer. The profile wall method proved to be better than the auger method to evaluate the root system. The growth of the root system showed to be related directly the grain yield and also to the effects of the other studied variables