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Artigo Produção Nacional Revisado por pares

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Effect of No-Tillage and Conventional Tillage Systems on the Chemical Composition of Soil Solid Phase and Soil Solution of Brazilian Savanna Oxisols

2000; Wiley; Volume: 163; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1002/1522-2624(200008)163

1522-2624

Juliane Lilienfein, Wolfgang Wilcke, Lourival Vilela, Samuel do Carmo Lima, Richard J. Thomas, Wolfgang Zech,

Growth and nutrition in plants

No-tillage (NT) cropping systems are becoming increasingly important in the Brazilian savanna. To evaluate their sustainability we compared soil chemical properties in 1- to 3-year-old NT systems following 9 to 11 years of conventional tillage (CT) with systems where CT was continuously in place for 12 years. In the rainy season 1997/98, NT was cropped with soybean and CT with corn while in the rainy season 1998/99 both systems were cropped with soybean. Soil solid phase samples were taken from the 0—0.15, 0.15—0.3, 0.3—0.8, 0.8—1.2, and 1.2—2 m layers on three spatially separated plots under each of NT and CT. Soil solution samples were collected weekly at 0.15, 0.3, 0.8, 1.2, and 2 m soil depth during two rainy seasons (14 October to 28 April 1997/98 and 1998/99). We determined soil moisture contents, pH, the concentrations of exchangeable cations, the electrical conductivity (EC) of the soil solution, and the concentrations of Al, C, Ca, Cl—, K, Mg, Mn, Na, NH4+, NO3—, P, S, and Zn in solid soil and soil solution samples. Differences in soil solid phase properties and moisture content between NT and CT were small, few were significant. Under NT, the average solution pH was significantly lower (5.5), Al (26 μg l—1), Mn (17 μg l—1) and total organic C concentrations (TOC, 6.5 mg l—1) were higher than under CT (pH: 6.0, Al: 14μg l −1, Mn: 14μg l −1, TOC: 5.5 mg l −1). Irrespective of the different crops in the first rainy season, under NT, the EC (205 μS cm—1), Ca (17 mg l—1), and Mg (2.9 mg l—1) concentrations at 0—0.3 m depth were lower than under CT (EC: 224 μS cm—1, Ca: 25 mg l—1, Mg: 5.6 mg l—1). At 1.2—2 m depth, the reverse order was observed (EC: 124 μS cm—1 under NT and 84 μS cm—1 under CT, Ca: 11 mg l—1 under NT and 7.5 mg l—1 under CT, Mg: 3.1 mg l—1 under NT and 1.8 mg l—1 under CT). Our results indicate that enhanced soil acidification because of higher rates of organic matter mineralization and a more pronounced nutrient leaching because of increased pore continuity may limit the sustainability of NT. Auswirkung von Direktsaat und konventioneller Bodenbearbeitung auf den Nährstoffstatus von Oxisolen der brasilianischen Savanne Die Bedeutung von Direktsaatsystemen (NT) in der brasilianischen Savanne nimmt zu. Um ihre Nachhaltigkeit zu bewerten, haben wir 1 bis 3 Jahre alte NT-Systeme, die davor 9 bis 11 Jahre lang konventionell gepflügt wurden, mit 12 Jahre lang kontinuierlich konventionell gepflügten Systemen (CT) verglichen. In der Regenzeit 1997/98 wurde im NT-System Soja und im CT-System Mais angebaut, während in der Regenzeit 1998/99 in beiden Systemen Soja angebaut wurde. Auf je drei räumlich getrennten Untersuchungsflächen unter NT und CT wurden Bodenproben aus 0—0,15; 0,15—0,3; 0,3—0,8; 0,8—1,2 und 1,2—2 m Tiefe gezogen; die Bodenlösung in 0,15; 0,3; 0,8; 1,2 und 2 m Tiefe wurde während zweier Regenzeiten zwischen 14. Oktober und 28. April 1997/98 und 1998/99 beprobt. Wir bestimmten Bodenfeuchte, pH, austauschbare Kationen, die elektrische Leitfähigkeit (EC) der Bodenlösung und die Gesamtgehalte/-konzentrationen an Al, C, Ca, Cl—, K, Mg, Mn, Na, NH4+, NO3—, P, S, Zn in Bodenfestphase und -lösung. Die Unterschiede der Festphaseneigenschaften und des Wassergehaltes zwischen NT und CT waren klein, wenige waren signifikant. Unter NT war der mittlere pH-Wert in der Bodenlösung (5,5) niedriger, die Al- (26 μg l—1), Mn- (17 μg l—1) und gesamten organischen C (TOC)-Konzentrationen (6,5 mg l—1) waren höher als unter CT (pH: 6,0, Al: 14 μg l—1, Mn: 14 μg l—1, TOC: 5,5 mg l—1). Unabhängig von den unterschiedlichen Früchten in der ersten Regenzeit waren die mittleren EC (205 μS cm—1), Ca- (17 mg l—1) und Mg-Konzentrationen (2,9 mg l—1) in 0,3 m Tiefe unter NT niedriger als unter CT (EC: 224 μS cm—1; Ca: 25 mg l—1; Mg: 5,6 mg l—1). In 1,2 m Tiefe waren die Relationen zwischen den Bearbeitungssystemen umgekehrt (EC: 124 μS cm—1 unter NT und 84 μS cm—1 unter CT; Ca: 11 mg l—1 unter NT und 7,5 mg l—1 unter CT; Mg: 3,1 mg l—1 unter NT und 1,8 mg l—1 unter CT). Unsere Ergebnisse deuten an, dass verstärkte Bodenversauerung aufgrund höherer Mineralisationsraten und Nährstoffauswaschung wegen der höheren Porenkontinuität die Nachhaltigkeit der NT-Systeme begrenzen.