Alternative sources of nutrients in association with coverage plants and agricultural management

A agricultura brasileira é dependente da importação de insumos agrícolas. O uso inadequado de fertilizantes e o consumo de alimentos crescente no Brasil faz com que a dependência externa de nutrientes aumente cada vez mais. Além disso, o uso intenso de fertilizantes tem gerado problemas ambientais relevantes para a sustentabilidade dos ecossistemas. Nesse contexto, torna-se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias que resultem em menores perdas de nutrientes. A técnica da rochagem utiliza pós de rocha como fonte alternativa de nutrientes, porém a liberação é lenta, se comparada aos fertilizantes químicos. As rochas silicatadas são as mais utilizadas por essa técnica por serem ricas em potássio (cerca de 90% oriundo da importação) e terem potencial para uso agrícola tanto para fornecer elementos minerais como para melhorar atributos químicos e biológicos do solo. O manejo tradicional utiliza altas doses de fertilizantes e revolve intensamente o solo levando a perdas de nutrientes, e redução nos níveis da matéria orgânica do solo, além de perda na biodiversidade, resultando em solos com baixa qualidade química, física e biológica. Portanto, torna-se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias que resultem em menores impactos ambientais e contribua para uma menor importação de fertilizantes. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar a capacidade de plantas de cobertura de intemperizar fontes minerais alternativas de potássio e avaliar o impacto do manejo agrícola sobre a capacidade de manutenção de serviços ecossistêmicos do solo. Dois experimentos foram planejados em casa de vegetação. O primeiro experimento foi planejado para avaliar a biodisponibilização total de nutrientes dos pós de rocha através de plantas de cobertura com capacidade biointempérica. Para tanto, seis plantas de cobertura, em sucessão a uma cultura comercial (milho) foram semeadas em vasos e estes montados em delineamento em blocos casualizados (DBC) num esquema fatorial (7x2x2)+1, cujo primeiro fator foram seis plantas de cobertura, o segundo duas fontes alternativas de potássio (verdete e fonolito), e o terceiro duas estratégias de aplicação (antecipado e não-antecipado). Foram analisados os conteúdos de K e Si na parte aere das plantas de cobertura e milho, e também no solo. Os resultados indicam o fonolito, em relação ao verdete, como rocha de maior capacidade de suprir plantas com silício e que plantas ajudam nesse processo, crotalária e guandu auxiliam na liberação de Si do fonolito e K do verdete para as plantas de milho. Além disso, mostrou que a biodisponibilização total dos nutrientes é afetada por verdete e fonolito e pela interação entre plantas de cobertura e fonte de K. O segundo experimento foi planejado para mensurar o efeito do manejo agrícola sobre a depreciação do serviço de promoção do crescimento de plantas. Para isso, foram realizados comparativos de manejo e uso do solo. O experimento foi montado em delineamento inteiramente ao acaso, em fatorial 4 x 3 com quatro repetições. O primeiro fator foi constituído de quatro condições de uso e manejo do solo (solo sob manejo intensivo, solo sob manejo intensivo com reintrodução de microbiota nativa, solo sob cerrado sem uso agrícola e solo de cerrado previamente submetido a ações de simulação do manejo agrícola). O segundo fator foi constituído de três espécies de plantas (feijão, milho e beterraba). As plantas foram conduzidas até o florescimento quando a capacidade do solo de suprir nutrientes e de conservar a matéria orgânica foi avaliada pela determinação dos teores de P e K disponíveis, fixação de P e pela sua capacidade de sustentar microrganismos benéficos, como fungos micorrízicos arbusculares e bactérias fixadoras de nitrogênio, e para isto cultivou-se soja em sequência as três culturas. A colonização micorrízica no feijão e no milho foi menor no sistema de manejo cerrado agrícola com simulação do manejo intensivo, houve incremento nos teores de C orgânico no cultivo do manejo intensivo do como com reintrodução da microbiota, sendo este efeito devido a fração microbiana do solo. Incrementos de P e K foram verificados nos manejos cerrado e manejo intensivo com reintrodução da microbiota. O impacto negativo do manejo agrícola do solo promove alterações na capacidade de manutenção dos serviços ecossistêmicos presados e contribui para menor sustentabilidade.Brazilian agriculture is dependent on the importation of agricultural inputs. The inadequate use of fertilizers and increasing food consumption in Brazil means that external dependence on nutrients is increasing. In addition, the intensive use of fertilizers has generated environmental problems relevant to the sustainability of ecosystems. In this context, it is necessary to develop new technologies that result in lower losses of nutrients. The rock technique uses rock powders as an alternative source of nutrients, but the release is slow compared to chemical fertilizers. Silica rocks are the most used in this technique because they are rich in potassium (about 90% from the import) and have potential for agricultural use both to provide mineral elements and to improve chemical and biological attributes of the soil. Traditional management uses high doses of fertilizers and intensively revolves the soil leading to nutrient losses, and reduction of organic matter in the soil, as well as loss of biodiversity, resulting in soils with low chemical, physical and biological quality. Therefore, it is necessary to develop new technologies that result in lower environmental impacts and contribute to a lower import of fertilizers. In this sense, the objectives of this work were to evaluate the ability of hedge plants to weather alternative mineral sources of potassium and to evaluate the impact of agricultural management on the maintenance capacity of soil ecosystem services. Two experiments were planned in a greenhouse. The first experiment was designed to evaluate the total bioavailability of nutrients of rock powders through biointemperic plants. In order to do so, six hedge plants in succession to a commercial crop (corn) were planted in pots and were assembled in a randomized block design (DBC) in a factorial scheme (7x2x2) +1, whose first factor was six hedge plants, the second two alternative sources of potassium (verdete and phonolite), and the third two application strategies (anticipated and unanticipated). The contents of K and Si were analyzed in the aerial part of the cover crops and maize, and also in the soil. The results indicate the fonolite, in relation to the verdigris, as rock of greater capacity to supply plants with silicon and which plants help in this process, sunflower and pigeon pea assist in the release of Si of the fonolito and K of the verdigris for the corn plants. In addition, it was shown that the total bioavailability of nutrients is affected by greens and phonoliths and by the interaction between cover crops and K source. The second experiment was designed to measure the effect of agricultural management on the depreciation of the growth promotion service of plants. For that, comparatives of management and land use were carried out. The experiment was set up in a completely randomized design, in a 4 x 3 factorial with four replicates. The first factor was constituted of four conditions of use and management of the soil (soil under intensive management, soil under intensive management with reintroduction of native microbiota, soil under cerrado without agricultural use and soil of cerrado previously submitted to actions of simulation of agricultural management). The second factor consisted of three species of plants (beans, corn and beets). The plants were conducted to flowering when the soil's ability to supply nutrients and to conserve organic matter was evaluated by determining the available P and K levels, P fixation and its ability to sustain beneficial microorganisms such as mycorrhizal fungi arbuscular and nitrogen-fixing bacteria, and for this purpose the three cultures were harvested in sequence. Mycorrhizal colonization in beans and maize was lower in the closed agricultural management system with simulation of intensive management, there was an increase in organic C contents in the intensive management of the crop and with the reintroduction of the microbiota, being this effect due to the microbial fraction of the soil. Increases in P and K were verified in the cerrado management and intensive management with reintroduction of the microbiota. The negative impact of agricultural land management promotes changes in the capacity of maintenance of ecosystem services provided and contributes to lower sustainability.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio