Soybean production sustainability in central Brazil: soil chemical characteristics and nutrient balance in the soil-plant system

Tem havido preocupação crescente da comunidade científica e, também, dos agricultores, quanto à sustentabilidade da produção de soja nos solos de cerrado. Este trabalho teve como objetivos avaliar a sustentabilidade da produção de soja no Brasil Central, sob alto nível tecnológico; avaliar a evolução das características químicas do solo relacionadas à fertilidade; determinar o balanço entre as quantidades de nutrientes adicionadas e aquelas extraídas e exportadas pelas plantas de soja, e avaliar o desempenho do sistema FERTCALC-Soja quanto ao fósforo e ao potássio. Para isto, 293 talhões com cultivo comercial de soja, no município de Campo Novo do Parecis (MT), abrangendo solos argilosos e de textura arenosa- média, foram monitorados quanto à produtividade e às análises de solo e foliares, ao longo de duas sucessões: arroz como cultivo inicial e soja por cinco cultivos sucessivos, e soja sucedendo soja por 10 cultivos sucessivos. A produtividade média de soja elevou-se, ao longo dos anos de cultivo, de 3,1 e de 2,6 t ha -1 para os patamares de 3,5 e de 3,3 t ha -1 nos solos argilosos e de textura arenosa-média, respectivamente, evidenciando a sustentabilidade da produção da cultura sob agricultura intensiva. Com os anos de cultivo, o manejo adotado resultou em alterações diferenciais conforme a característica química do solo considerada e a textura. A análise das tendências indicou aumentos, tanto nos solos argilosos como nos de textura arenosa-média, para pH, fósforo, cálcio, saturação por bases e CTC total, e decréscimo na acidez trocável. Foram verificados aumentos para matéria orgânica, potássio e acidez potencial nos argilosos, características que foram mantidas nos solos de textura arenosa-média. O magnésio tendeu à manutenção nos argilosos e ao aumento nos de textura média-arenosa. As características químicas da camada de 15-30 cm correlacionaram-se positivamente com a produtividade de grãos, especialmente nos solos de textura arenosa-média, ressaltando a importância de sua condição química para a nutrição da soja, fato que sinaliza a necessidade da consideração dessa camada quando da adoção de técnicas de manejo, mesmo sob condição de elevada precipitação pluviométrica. A recomendação de fósforo não tem sido balizada pela análise de solo: mesmo com pronunciado aumento do P disponível do solo, ao longo dos anos de cultivo, as doses de fósforo aplicadas aumentaram, principalmente nos últimos três anos do estudo (2000/01, 2001/02 e 2002/03), em razão da elevada rentabilidade da cultura nessas safras. As quantidades de nutrientes exportadas pela cultura da soja estão sendo repostas pelas quantidades adicionadas; contudo, há indicações de que aumentos de produtividade poderão ser obtidos com a elevação de níveis de calagem, com ênfase na utilização de corretivos com maiores teores de magnésio, e de doses de potássio. As recomendações obtidas com o uso FERTCALC-Soja para fósforo e potássio mostraram-se sensíveis às disponibilidades destes nutrientes no solo e à produtividade, diferentemente das recomendações que têm sido utilizadas no campo.The concern about sustainability of soybean production in cerrado soils has grown among scientific community and also among farmers. This research had as objectives to evaluate the sustainability of high technology soybean production in Central Brazil and the evolution of soil chemical characteristics related with soil fertility, to determine the balance between nutrients added to the system and nutrients absorbed by soybean plants and exported from the system, and to evaluate the FERTCALC-soybean system performance for phosphorus and potassium. To achieve those objectives 293 commercial soybean fields in Campo Novo do Parecis (Mato Grosso State), including clayey and sandy to medium texture soils, were evaluated for productivity and soil and plant analysis during two crop rotation sequences: first-year rice followed by 5 years of soybean, and continuous soybean for 10 years. The soybean productivity results increased, during the evaluation period, from 3.1 and 2.6 t ha -1 to 3.5 and 3.3 t ha -1 in clayey and sandy to medium texture soils, respectively, demonstrating the sustainability of high ixtechnology soybean production. The nutrient management utilized resulted in different modifications when considering soil chemical characteristics and soil texture. The tendency analysis showed that pH, phosphorus, calcium, bases saturation and total CEC increased, and exchangeable aluminum decreased, in both clayey and sandy to medium texture soils. In clayey soils there were increase in the content of organic matter, potassium and potential acidity, but in sandy to medium texture soils those contents did not change. The opposite tendency was observed for magnesium, that is, the contents did not change in clayey soils and increased in coarser textures. The soil chemical characteristics in the 15 to 30 cm soil layer had positive correlation with soybean productivity, especially in the sandy to medium texture soils. That highlights the importance of chemical status and management of this soil layer for improved soybean plant nutrition, even in heavy rainfall condition. The phosphorus recommendation has not been based on soil analysis: even with the increase of available P in soil during the years, the P doses increased mainly during the three last years (2000/01, 2001/02 and 2002/03) due to soybean high profitability. The nutrient management and fertilization have been replenishing the nutrients exported in soybean harvests. There are tendencies, however, of that increases in soybean productivities can be achieved with greater potassium and lime doses, especially those with higher Mg content. Different from the usual fertilizer recommendation, the recommendations made by FERTCALC-soybean for P and K were sensible to P and K soil availability and to soybean productivity