Soil physical quality in pastures under different levels of intensification and integration in a Brazilian Ferralsol

O aumento populacional e a iminência das consequências das mudanças climáticas trazem a necessidade de novas estratégias de produção agropecuária que permitam suprir a crescente demanda de alimentos com o menor impacto ambiental possível. A integração pecuária-floresta e a intensificação de pastagens são estratégias promissoras que permitem o aumento da produção, porém os impactos na qualidade do solo desses manejos devem ser avaliados. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar a qualidade física do solo em cinco sistemas de manejo de pastagem e uma área de vegetação nativa (NV). Os sistemas avaliados foram: integração pecuária-floresta com espécies de árvores nativas (ILF); pastagem degradada (DP); pastagem irrigada com alta taxa de lotação (IHS); pastagem em sequeiro com alta taxa de lotação (RHS) e pastagem em sequeiro com moderada taxa de lotação (RMS). Os seguintes indicadores físicos de qualidade do solo foram avaliados nas profundidades de 0 a 10, 10 a 20 e 20 a 30 cm: densidade do solo (BD), macroporosidade (MAC), microporosidade (MIC), porosidade total (TP), condutividade hidráulica saturada (Ksat), resistência à penetração (RP), diâmetro médio ponderado de agregados via seca (DRY-MWD) e via úmida (WET-MWD). Adicionalmente, um índice de qualidade física do solo (SPQI) foi calculado baseado em três funções do solo: suporte ao desenvolvimento radicular, disponibilização de água para plantas e fauna edáfica, troca de gases entre solo e atmosfera. Os dados foram submetidos ao teste não-paramétrico de Mann-Whitney (p < 0,05) e análise multivariada de componentes principais (PCA). O aumento da intensificação de pastagens representado pelo aumento da taxa de lotação demonstrou uma maior degradação dos atributos físicos dos solos analisados, o que pode estar associado à espécie cultivada na área (Megathyrsus maximum), que forma touceiras e cria áreas de solo desprotegidas e mais suscetíveis ao pisoteio do gado. O consórcio de M. maximum com aveia (Avena bysantina) e azevém (Lolium multiflorum) no outono parece ajudar na manutenção da qualidade física do solo no sistema IHS. A presença de árvores no sistema ILF demonstrou afetar positivamente a qualidade do solo, analisada por meio dos indicadores, do SPQI e da PCA, pois se aproximou mais da área de referência do que o sistema RMS, com o qual compartilha semelhantes taxas de lotação, tempo de pastejo e descanso, espécie de forrageira e adubação nitrogenada.Population growth and the imminent consequences of climate change bring the need for new agricultural production strategies that allow meeting the growing demand for food with the least possible environmental impact. Livestock-forest integration and pasture intensification are promising strategies that allow production increase, but the impacts of these managements on soil quality must be evaluated. Thus, the objective of this work was to evaluate the soil physical quality in five pasture management systems and an area of native vegetation (NV). The systems evaluated were: livestock-forest integrated system with native tree species (ILF); degraded pasture (PD); irrigated pasture with high stocking rate (IHS); rainfed pasture with high stocking rate (RHS) and rainfed pasture with moderate stocking rate (RMS). The following physical indicators of soil quality were evaluated at depths from 0 to 10, 10 to 20 and 20 to 30 cm: soil bulk density (BD), macroporosity (MAC), microporosity (MIC), total porosity (TP), saturated hydraulic conductivity (Ksat), resistance to penetration (RP) and aggregates mean weight diameter by dry (DRY-MWD) and wet (WET-MWD) methods. Additionally, a soil physical quality index (SPQI) was calculated based on three soil functions: support root growth, supply water for plants and edaphic fauna, allow gas exchange between soil and atmosphere. Data were submitted to the non-parametric Mann-Whitney test (p < 0.05) and principal component analysis (PCA). Pasture intensification represented by the increase in stocking rate demonstrated a greater degradation of soil physical attributes, which may be associated with the species cultivated in the area (Megathyrsus maximum), which forms tussocks and creates areas of unprotected soil that are more susceptible to cattle trampling. Consortium of M. maximum with oat (Avena bysantina) and ryegrass (Lolium multiflorum) in autumn seems to help maintain the soil physical quality in the IHS system. The presence of trees in the ILF system showed to positively affect soil quality, analyzed through soil quality indicators, SPQI and PCA, as it was closer to the reference area (NV) than the RMS system, with which it shares similar stocking rates, grazing and resting time, forage species and nitrogen fertilization