Efeito de longo prazo de sistemas de culturas com proporções crescentes de milho sob plantio direto na eficiência de uso e formas de fósforo em um Latossolo subtropical

Abstract

A agricultura enfrenta o desafio de maximizar a produção conciliando eficiência produtiva e sustentabilidade, exigindo o uso racional de recursos naturais, especialmente fertilizantes como o fósforo (P), cuja disponibilidade e custo vêm se tornando fatores críticos para a viabilidade dos sistemas agrícolas. Nesse contexto, a transição para sistemas agrícolas diversificados emerge como estratégia essencial para aumentar a eficiência do uso de P em agroecossistemas. O presente estudo avaliou o efeito de longo prazo (19 anos) da diversificação do sistema de cultivo e da proporção de milho no verão sobre a eficiência de uso e as formas de P no solo, em um Latossolo sob plantio direto na região Centro-Sul do Paraná, Brasil. Foram avaliados cinco tratamentos com proporções crescentes de milho no verão: 0% (SM1 - monocultivo de cevada– soja), 25% (SM2 - rotação com soja, milho, cevada, trigo, aveia e canola ou naboforrageiro), 33% (SM3 - rotação com soja, milho, cevada, trigo e canola ou naboforrageiro), 50% (SM4 - rotação com soja, milho, cevada e canola ou naboforrageiro) e 100% (SM5 - monocultivo de cevada–milho). Esses tratamentos corresponderam a índices de diversidade de cultivos de 1,4, 4,9, 3,9, 2,8 e 1,4, respectivamente. O solo foi amostrado no 19º ano nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm para determinação das formas de P. Foram calculados a produção acumulada de grãos (2000–2019), a produtividade média de do último ciclo mais recente (2015–2019) e, também, os índices de eficiência de uso de P, como: a razão e diferença entre a entrada de P via fertilizantes e a exportação de P pela colheita de grãos, o balanço parcial total de P e produtividade por kg de P aplicada. Após 19 anos, não houve interação significativa entre os fatores sistema de manejo e camada para todas as formas de P avaliadas. A única fração influenciada pelos sistemas de manejo foi o Poignição. A maior produtividade acumulada foi verificada no SM5 (100%; 1,4), contudo, o SM4 (50%; 2,8), com 50% menos milho, não se diferenciou do monocultivo de milho. O recorte da produtividade média das culturas variou conforme o sistema de manejo. O rendimento do milho nos sistemas diversificados superou o monocultivo entre 58 a 91%. Para a soja, os rendimentos não foram afetados pelo sistema de manejo. A cevada obteve as maiores médias nos sistemas diversificados (SM2, SM3 e SM4), produzindo entre 122% e 166% a mais do que o observado no monocultivo de soja, e entre 53% e 84% a mais em comparação ao monocultivo de milho. Sistemas diversificados apresentam maior taxa de conversão do P aplicado em produtividade, enquanto sistemas simplificados acumularam excedentes de P em formas menos dinâmicas no solo. Assim, a adoção de sistemas de manejo diversificados, em detrimento ao monocultivo de cevada–soja, mostrou-se uma estratégia agronomicamente eficiente para 1 Dissertação de Mestrado em Ciência do Solo. Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. (76 p.) março, 2026. vii aumentar a produtividade e a eficiência de uso do P em sistemas de plantio direto no Sul do Brasil.

Agriculture faces the challenge of maximizing crop production while reconciling productive efficiency and sustainability. This requires the rational use of natural resources, especially fertilizers such as phosphorus (P), whose availability and cost have become critical factors for the viability of agricultural systems. In this context, the transition to diversified cropping systems emerges as an essential strategy to increase P use efficiency in agroecosystems. The present study evaluated the long-term (19-years) effect of cropping system diversification and the proportion of maize in the summer season on P use efficiency and soil P forms in a subtropical Rhodic Hapludox under no-till in Southern Brazil. Five treatments with increasing proportions of maize in the summer were evaluated: 0% (SM1 - monocropping of soybean and barley), 25% (SM2 - crop rotation with soybean, maize, barley, wheat, oat, and canola or fodder radish) , 33% (SM3 - crop rotation with soybean, maize, barley, wheat, and canola or fodder radish) , 50% (SM4 - crop rotation with soybean, maize, barley, and canola or fodder radish) , and 100% (SM5 - monocropping of maize and barley). These treatments corresponded to crop diversity indexes (CDI) of 1.4, 4.9, 3.9, 2.8, and 1.4, respectively. Soil was sampled at the 19th year in the 0–5, 5–10, and 10–20 cm layers for the determination of soil P forms. The cumulative grain production (2000–2019), the average grain yield of the most recent crop cycle (2015–2019), and P use efficiency indexes were calculated, including: the ratio and difference between P input via fertilizers and P removal by grain harvest, the total partial P budget, and the partial factor productivity (yield per kg of applied P). After 19 years, there was no significant interaction between the cropping system and soil layer factors for any of the evaluated P forms. The only fraction influenced by the cropping systems was the Poignition. The highest cumulative grain yield was observed in SM5 (100%; CDI 1.4); however, SM4 (50%; CDI 2.8), with 50% less maize, did not differ statistically from the maize monocropping. The average crop yield clipping varied according to the cropping system. Maize grain yield in diversified systems surpassed the monocropping by 58 to 91%. For soybean, grain yields were not affected by the cropping system. Barley achieved the highest averages in diversified systems (SM2, SM3, and SM4), yielding between 122% and 166% more than the soybean monocropping, and between 53% and 84% more compared to the maize monocropping. Diversified systems presented a higher conversion rate of applied P into crop yield, while simplified systems accumulated P surpluses in less dynamic forms in the soil. Thus, the adoption of diversified cropping systems, to the detriment of soybean-barley monocropping, proved to be an agronomically efficient strategy to increase crop yields and P use efficiency in no-till systems in Southern Brazil.