Sistemas de implantação de soja em áreas de arroz irrigado e efeitos em atributos físicos do solo e em características agronômicas e fisiológicas da planta | Soybean tillage systems in lowland areas and effects on soil physical characteristics and plant agronomic and physiological responses

The lowland areas are predominantly cultivated with irrigated rice. However, the monoculture of rice can to complicate the use of these areas for rice crop. An alternative to this is the use of crop rotation. The crop that may be used in rotation with rice is the soybean. But, some lowland areas present poor drainage, low hydraulic conductivity and compacted layer present in the soil sub-surface, soybean yield is usually limited especially in drought years. Thus, the objective this study was to evaluate the effect of tillage systems and soybean sowing and border irrigation on soil physical and hydraulic properties, oxidative stress in the leaf tissue of plants, root growth and development, nutrients content in leaf tissue of plants and soybeans yield. The experiments were performed in the Experimental Area of the Federal University of Santa Maria, during 2013/14 and 2014/15 growing season in Santa Maria-RS, Brazil and during 2013/14 growing season in Formigueiro, RS. Levels of factor A were: tillage and seeding systems: chisel plough with sowing using a offset double disc; no-till with sowing using a furrow opener upon a raised bed; sowing using a knife runner opener; sowing using a (fluted coulter disc) wavy disc with 12 waves and sowing using a offset double disc. The D factor levels were: irrigated and non-irrigated. The results showed that systems with sowing using knife, sowing on raised bed and chisel plough reduce soil bulk density in the layer from 0.00 to 0.20 m in the sowing row. These systems improve in the soil physical and hydraulic properties such as soil bulk density, total porosity, macroporosity and infiltration capacity and water storage in the soil. Tillage systems with sowing using offset double disc and (fluted coulter disc) wavy disc has less effect of soil bulk density reduction in the soybean sowing row and improvement of soil physical and hydraulic properties. The presence of a compacted layer in the soil sub-surface (layer from 0.07 to 0.15 m) causes oxidative stress in plants in drought seasons. The system using chisel plough and sowing using knife minimize those stresses and provide greater soybean roots growth and development, nodulation and higher grain yield. The border irrigation on soil moisture conditions below 60% of field capacity results in reduced oxidative stress, increased of roots growth and development, providing increase in nodulation and soybeans yield in areas with presence compacted layer in the soil sub-surface.

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As áreas de várzeas são predominantemente cultivadas com a cultura do arroz irrigado. No entanto, o monocultivo do arroz irrigado pode inviabilizar o uso dessas áreas para o cultivo do arroz. Uma alternativa para isso é o uso de rotação de culturas. A soja é uma cultura que pode ser utilizada em rotação com o arroz irrigado. Porém, em função de características dessas áreas como: drenagem deficiente, baixa condutividade hidráulica e presença de camada compactada próximo à superfície do solo, a produtividade da soja é usualmente limitada principalmente em anos de estresse hídrico. Diante disso, o objetivo de estudo da tese foi avaliar o efeito de sistemas de implantação e de semeadura da soja e da irrigação por faixas em propriedades físicas do solo, no crescimento e desenvolvimento radicular, no estresse oxidativo das plantas, na concentração de nutrientes no tecido das plantas e no rendimento de grãos de soja. Os experimentos foram realizados na área Experimental de Várzea da Universidade Federal de Santa Maria, RS, nas safras de 2013/14 e de 2014/15, e em Formigueiro, RS, na safra de 2013/14. Os níveis do fator A foram: sistemas de implantação e de semeadura: escarificação do solo com semeadura utilizando disco duplo na semeadora; sem escarificação do solo e semeadura em microcamalhão com haste sulcadora; semeadura com haste sulcadora; semeadura com disco ondulado e semeadura com disco duplo. Os níveis do fator D foram: com e sem irrigação por faixas. Com base nos resultados obtidos, observa-se que os sistemas com haste sulcadora, microcamalhão e com escarificação do solo reduzem a densidade do solo na camada de 0,00 0,20 m na linha de semeadura. Esses sistemas melhoram na linha de semeadura as propriedades físico-hídricas do solo como a densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e capacidade de infiltração e armazenamento de água no solo. Os sistemas de implantação com semeadura utilizando disco duplo e disco ondulado apresentaram menor efeito de redução de densidade do solo na linha de semeadura e melhoria das propriedades físico-hídricas. A presença de uma camada compactada próximo a superfície do solo (camada de 0,07 0,15 m) causa estresse oxidativo nas plantas em épocas de déficit hídrico. O sistema com escarificação do solo e com semeadura utilizando haste sulcadora minimizam esses estresses e proporcionam maior crescimento e desenvolvimento de raízes de soja, nodulação, bem como maior rendimento de grãos. O uso da irrigação por faixas em condições de umidade do solo abaixo de 60% da capacidade de campo resulta em redução do estresse oxidativo, aumento do crescimento e desenvolvimento de raízes, proporcionando acréscimo na nodulação e no rendimento de grãos de soja em áreas com presença de camada compactada próximo a superfície do solo.