Plantas de cobertura: influência nos atributos físicos, químicos e biológicos em solo sob sistema agroecológico de cultivo de cebola (Allium cepa L.)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2022.A diversidade de espécies vegetais utilizadas no Sistema de Plantio Direto de Hortaliças (SPDH) de cebola, ao longo dos anos, tende a promover melhorias nos atributos físicos (agregação), químicos (ciclagem de nutrientes e fertilidade) e na atividade biológica dos organismos presentes no solo, com consequente aumento na produtividade da cultura. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a influência das plantas de cobertura de inverno (solteiras e consorciadas) nas características físicas, químicas e biológicas do solo em SPDH de longa duração em comparação ao sistema de preparo convencional (SPC).Os tratamentos constituíram-se da semeadura de plantas de cobertura, solteiras e consorciadas, em SPDH: vegetação espontânea (VE); 100 % aveia (Avena strigosa); 100 % centeio(Secale cereale); 100 % nabo-forrageiro (Raphanus sativus); consórcio de nabo-forrageiro (14 %) e centeio (86 %); e consórcio de nabo-forrageiro (14 %) e aveia (86 %). Adicionalmente, foram avaliadas uma área de cultivo de cebola em SPC por ±40 anos e uma área de mata (floresta secundária; ±33 anos), ambas adjacentes ao experimento. No ano de 2016 foram coletadas amostras deformadas e indeformadas de solo nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. Nestas amostras foram avaliados atributos físicos (estabilidade dos agregados do solo), químicos (fertilidade do solo) e biológicos ((glomalina total (GT) e facilmente extraível (GFE)), compreendendo o Capítulo I e Capítulo II. Também foram realizadas seis coletas de amostras de solo nos anos de 2017 e 2018 para a elaboração do Capítulo III, sendo três dessas coletas realizadas durante o ciclo das plantas de cobertura e as outras durante o ciclo da cebola, na profundidade de 0-10 cm, para avaliar biomassa microbiana, respiração basal e atividade enzimática total do solo, avaliada pela enzima hidrolise do diacetato da fluoresceína (DAF). Assim sendo, com base nos resultados obtidos no Capitulo I: ?Plantas de cobertura de inverno: influência nos teores de carbono, glomalina e na agregação do solo em sistema plantio direto e preparo convencional de cebola por oito anos? constatou-se que o uso de plantas de cobertura solteiras e consorciadas em SPDH de cebola apresenta resultados 20% superiores na agregação do solo em relação ao SPC, teores 13% maiores de COT (Carbono Orgânico Total) nos agregados, valores 17% maiores na distribuição da massa de macroagregados e o dobro dos teores de GT e GFE. Os tratamentos sob SPDH, em geral, não apresentam diferenças entre si, mas são superiores ao tratamento SPC. No Capítulo II: ?Contribuição de plantas cobertura de inverno nos teores de N total, fertilidade do solo e produtividade de cebola em um SPDH de longa duração?, verificou-se que o uso de plantas de cobertura solteiras ou consorciadas sob SPDH influencia os atributos de fertilidade do solo nas amostras de agregados e terra fina seca ao ar (TFSA) em comparação ao SPC. Por meio da Análise de Componentes principais (ACP) e da análise de cluster evidenciou-se a separação do SPDH do SPC de cebola, assim como a correlação entre as plantas de cobertura solteiras e consorciadas e os atributos químicos do solo nas diferentes camadas avaliadas. No Capítulo III: ?Atividade microbiana do solo sob sistema de plantio direto agroecológico de cebola com diferentes plantas de coberturas? foi possível constatar que o SPDH apresenta menores taxas de respiração Basal do solo (RBS), Quociente Metabólico (QoC), indicando um ambiente mais equilibrado por intermédio do uso das plantas de cobertura. Quando avaliado os teores de Carbono da Biomassa Microbiana do Solo (CBMS) constatou-se que os tratamentos com Centeio e o Nabo-Forrageiro apresentam os maiores teores. O tratamento consorciado entre Centeio+Nabo Forrageiro mostra os maiores valores de DAF. Com esses resultados foi possível constatar a importância das plantas de cobertura solteiras e consorciadas para a melhoria da qualidade física, química e biológica do solo.Abstract: The diversity of plant species used in the No-tillage System of Vegetables (SPDH) of onion, over the years, tends to promote improvements in the physical attributes (aggregation), chemical (nutrient cycling and fertility) and in the biological activity of the organisms present. in the soil, with consequent increase in crop productivity. The general objective of this work was to evaluate the influence of winter cover crops (single and intercropped) on the physical, chemical and biological characteristics of the soil in long-term SPDH compared to the conventional tillage system (SPC). The treatments consisted of the sowing of cover crops, single and intercropped, in SPDH: spontaneous vegetation (VE); 100% oat (Avena strigosa); 100% rye (Secale cereale); 100% radish (Raphanus sativus); forage radish (14%) and rye (86%) intercropping; and forage radish (14%) and oat (86%) intercropped. Additionally, an area of onion cultivation in SPC for ±40 years and an area of forest (secondary forest; ±33 years) were evaluated, both adjacent to the experiment. In 2016, deformed and undisturbed soil samples were collected at depths of 0-5, 5-10 and 10-20 cm. In these samples, physical (stability of soil aggregates), chemical (soil fertility) and biological ((total glomalin (GT) and easily extractable (GFE)) attributes were evaluated, comprising Chapter I and Chapter II. Six collections of soil samples were also carried out in the years 2017 and 2018 for the elaboration of Chapter III, with three of these collections carried out during the cover crop cycle and the others during the onion cycle, at a depth of 0-10 cm, to evaluate microbial biomass, basal respiration and total soil enzymatic activity, evaluated by the enzyme hydrolysis of fluorescein diacetate (DAF). Therefore, based on the results obtained in Chapter I: \"Winter cover crops: influence on carbon, glomalin and soil aggregation in no-tillage system and conventional onion preparation for eight years\" it was found that the use of single and intercropped cover crops in onion SPDH shows 20% higher results in soil aggregation in relation to SPC, 13% higher contents of TOC (Total Organic Carbon) in the aggregates, 17% higher values in the macroaggregate mass distribution and double the GT and GFE contents. The treatments under SPDH, in general, do not show differences between them, but they are superior to the SPC treatment. In Chapter II: ?Contribution of winter cover plants on total N contents, soil fertility and onion yield in a long-term SPDH?, it was found that the use of single cover crops or intercropped under SPDH influences the attributes of soil fertility in aggregates and air-dried fine earth (TFSA) samples compared to SPC. Through Principal Component Analysis (PCA) and cluster analysis, the separation of SPDH from onion SPC was evidenced, as well as the correlation between single and intercropped cover crops and the chemical attributes of the soil in the different layers evaluated. In Chapter III: \"Microbial activity of soil under agroecological no-till system of onion with different cover crops\" it was possible to verify that SPDH presents lower rates of basal soil respiration (RBS), Metabolic Quotient (QoC), indicating an environment more balanced through the use of cover crops. When the Carbon contents of Soil Microbial Biomass (CBMS) were evaluated, it was found that the treatments with Rye and Forage Turnip had the highest contents. The intercropped treatment between Rye+Forage Turnip shows the highest DAF values. With these results, it was possible to verify the importance of single and intercropped cover plants for improving the physical, chemical and biological quality of the soil