Cycling of nutrients and silicon in pigeonpea and pearl millet monoculture and intercropping

Abstract

In a no-tillage system, cover crops must be used that combine shoot dry matter production and nutrient recycling. The aim of this study was to evaluate shoot dry matter production, decomposition rate and macronutrient and silicon release from pigeonpea and pearl millet in monoculture and intercropping systems. A randomized block design was used with a 3 x 6 factorial arrangement, with four replications. The first factor consisted of three cover crops (pigeonpea, pearl millet and intercropping of these cover crops) and the second consisted of six sampling times [0, 18, 32, 46, 74 and 91 days after desiccation (DAD)]. Pearl millet produced greater amounts of shoot dry matter and content of N, P, K, Ca, Mg, S, C and Si and had a higher decomposition rate and macronutrient and Si release than the other cover crops. The rates of decomposition and daily nutrient release from shoot dry matter were highest in the first period of evaluation (0-18 DAD). Over time, the C/N, C/P and C/S ratios increased, while C/Si and the decomposition rate decreased. Potassium was the nutrient most quickly released to the soil, especially from pearl millet residue. Silicon had the lowest release rate, with 62, 82 and 74 % of the total content in the shoot dry matter remaining in the last evaluation of pearl millet, pigeonpea and in the intercrop system, respectively. The shoot dry matter from the intercrop system had a different decomposition rate than that from the pearl millet monoculture and pigeonpea. Plants with greater shoot dry matter production and lower C/Si ratio are more effective in a no-tillage system for providing a more complete and persistent soil cover.

As características mais importantes na escolha de plantas de cobertura para o sistema plantio direto são a quantidade e a durabilidade da fitomassa produzida, bem como a capacidade de reciclar nutrientes. Este estudo objetivou avaliar a produção de fitomassa, taxa de decomposição e ciclagem de macronutrientes e silício pelo guandu-anão e milheto, em cultivo solteiro e consorciado. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 3 x 6, constituído por três tipos de cobertura vegetal (guandu-anão, milheto e o consórcio dessas espécies) e seis épocas de coleta [0, 18, 32, 46, 74 e 91 dias, após a dessecação (DAD)]. O milheto produziu maior quantidade de fitomassa, acumulou mais N, P, K, Ca, Mg, S, C e Si e teve maior taxa de decomposição e de liberação de macronutrientes e Si que as demais coberturas vegetais. As maiores taxas de decomposição e liberação diária de nutrientes das fitomassas ocorreram no primeiro período de avaliação (0 a 18 DAD). Com o passar do tempo ocorreu aumento das relações C/N, C/P e C/S e redução na relação C/Si e na taxa de decomposição da fitomassa. O K foi o nutriente mais rapidamente disponibilizado ao solo, especialmente pela fitomassa do milheto. O Si foi o elemento que teve a menor taxa de liberação, restando na última avaliação 62, 82 e 74 % do total acumulado na fitomassa, respectivamente de milheto, guandu-anão e consórcio. A taxa de decomposição da fitomassa do consórcio milheto e guandu-anão foi diferente da proveniente dos cultivos solteiros. Plantas com maior produção de fitomassa e com menor relação C/Si são mais interessantes para utilização no SPD, por proporcionarem maior e mais persistente cobertura do solo.