BENITES, V. de M.

FERREIRA FILHO, W. C. F.

GUIMARÃES, G. S.

OLIVEIRA, J. C.

OLIVEIRA, R. P. de

POLIDORO, J. C.

WIENDL, T.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

Influence of Brachiaria as winter cover crop on K use efficiency and soybean yield under no­till in the Brazilian CerradoVinicius M. Benites1, Jeander C. Oliveira2, Wander C. Ferreira Filho3, Getúlio S. Guimarães3, José Carlos Polidoro1, Ronaldo P. Oliveira1, Toni Wiendl41Embrapa Solos, R. Jardim Botânico 1024, Rio de Janeiro, 22460­000, Brazil (vinicius.benites@embrapa.br; jose.polidoro@embrapa.br; ronaldo.oliveira@embrapa.br) 2Department of Agronomy, Goias Federal University, c.p. 131, Goiânia GO, 74001­970, Brazil (jeandercaetano@gmail.com)3Department of Agronomy, Rio Verde University, c.p. 104, Rio Verde GO, 75901­970, Brazil (wandercruvinel@hotmail.com, carlos.menezes@comigo.com.br)4 International Potash Institute, P.O. Box 569, Horgen, CH­8810, Switzerland (t.wiendl@uralkali­trading.com)INTRODUCTIONBrazil   is   the   world   third   largest   consumer   of   potash   (K)   fertilizers.   The   annual consumption of  K  fertilizers reached more  than 4,7 million metric   tons of  K2O last  year. However,   the  Brazilian  domestic  K  production  was   less   than   10% of   the   total   country consumption. Most of this K fertilizer is applied to grain production, manly soybeans and corn. The large amounts of K exported by grain crops make its replacement essential to keep a high soil  productivity  levels,   in  particular  soybeans.  Grain  production  in  Brazil   is concentrated in areas where indigenous K soil reserves are low. Significant yield losses may be observed after 3 or 4 successive harvests if  no proper K replacement is given to the system. Therefore, this work aims to identify management strategies that could increase K use efficiency and soybean yield  in tropical soils by means of an experiment to evaluate these agronomic variables influenced by brachiaria as winter cover crop. METHODSThe   study  was   conducted   in   the   experimental   area   of   the  Technological   Center   of COMIGO, Rio Verde – GO, Brazil (17 ° 45'49 .13 "S and 51 ° 01'57 .47" W; 604 m a.s.l.) The soil in the experimental area was characterized as clayey Red Oxisol (Table 1). This soil was cultivated over 10 years for grain production before settling down the experiment.Table 1. Average chemical attributes and textural analysis of the experimental area before settling down the experiment (n = 8).layer pH1 OM2 P3 Ca Mg Al H+Al K BS CEC(cm) g dm­3 mg kg­3 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ cmolc dm­3 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­0­20 4,93 25,51 10,47 2,56 0,54 0,05 3,13 0,10 3,20 6,3320­40 4,48 20,45 1,84 1,21 0,27 0,26 3,74 0,08 1,56 5,301 ­pH CaCl²; 2­ Soil Organic Matter; 2­ P Mehlich 1, Treatments were arranged in 2 x 4 factorial experiment in a split plot design with four replications. The first factor was depicted into two different treatments (B. brizantha as winter cover crop and bare soil) on 240m2 plots (12 x 20 m). In bare soil treatment the weeds were desiccated after soybean harvesting, keeping no soil cover vegetation during the winter. The second factor was depicted into 4  KCl doses (0, 20, 40 and 60 kg K2O ha­1) applied 15 days after seeding on the split plots of 60m2 (6 x 10 m).Soybean crops were cultivated during the summer after total area desiccation. Temporal data  was  gathered  from 3 cropping seasons  from 2009  to 2012.  Soybean  leaves were sampled at flowering stage to determine leaf K content. Soybean yield was measured for 6 m2, and the grain weight adjusted to 13% moist.RESULTS AND DISCUSSIONResults have shown that soybean sown during summer over brachiaria straw resulted in significant yield gains of compared to bare soil. There was an average increase of soybean yield   of   502.8,   572.5   and   640.0   kg/ha   after   brachiaria   as  winter   cover   in   2009/2010, 2010/2011 and 2011/2012 seasons, respectively. These values show a stable  increase in soybean yield  during   the 3 cropping seasons comparing  with   the  soybean  in  bare soil, respectively 18, 14 and 22 %. (Figure 1).1.000,0 2.000,0 3.000,0 4.000,0 5.000,0 2009/2010 2010/2011 2011/2012Soybean Yield, kg ha­1BrachiariaBare soil4067b4639a3284 a 2857b3497a2781bFig. 1. Average soybean yield (3 cropping seasons) influenced by winter cover (n=8)Potash doses  applied  did  not   influence significantly   the  soybean yield.  Nevertheless, during   the 2010/2011 season,   it  has been observed a slight   increase on soybean yield related to the  increase of K fertilizer doses. It was probably due to high K demand as a matter of high yield (Table 2). Soybeans sown after brachiaria have shown an improved K use efficiency. The yield of soybean after brachiaria was higher than the yield of soybean sown on bare soil for the same K doses. The partial factor productivity of applied K was very high,   indicating   a   high   indigenous   K   supply.   This   effect   is   readily   seen   on   brachiaria treatments where a higher K use efficiency is observed and there is no agronomic response to applied K fertilizer. The leaf K content increased with increasing K fertilizer doses, but it did not   influence soybean yield. Average  leaf  K content  of  soybean after  brachiaria was higher than on bare soil, suggesting that brachiaria straw in K recycling has increased K absorption by soybean (Table 2). Leaf K content was optimum even in control suggesting that the soil K critical level has not been reached after 3 successive harvests.Table 2.  Soybean yield and soybean leaf K of three crop seasons with different winter cover crops.0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60Brachiaria 3.277   3.273   3.259   3.328   4.491   4.551   4.804   4.710   3.513   3.498   3.509   3.468  Bare soil 2.633   2.651   2.886   2.955   3.872   4.080   4.177   4.138   2.837   2.896   2.819   2.875  Brachiaria 21,4     20,8     21,4     22,8     nd nd nd nd 19,4     19,8     20,8     20,4    Bare soil 18,0     18,6     18,8     19,9     nd nd nd nd 18,1     18,4     20,2     20,2    Brachiaria 163,6   81,5     55,5     227,5   120,1   78,5     174,9   87,7     57,8    Bare soil 132,5   72,2     49,2     204,0   104,4   69,0     144,8   70,5     47,9     ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ partial factor productivity of K , kg soybean kg­1 K2O­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Winter cover ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ leaf K content, g kg­1 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­2009/ 2010 2010/ 2011 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ soybean yield, kg ha­1 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­2011/ 2012kg K2O/ha kg K2O/ha kg K2O/ha CONCLUSIONSThe use of brachiaria as a winter cover crop has provided a significant increase on summer soybean yield,  in part reflecting an increased K use efficiency. This crop succession has proven potential in the tropics, in particular where it is not possible to grow a second crop during the same season and farmers were used to maintain bare soil during winter.ACKNOWLEDGEMENTSWe acknowledge the International Potash Institute for its financial support in the Aduba Brasil  project,  and  also   the  COMIGO agricultural   cooperative   for  available  experimental facilities.

Influence of Brachiaria as winter cover crop on K use efficiency and soybean yield under notill in the Brazilian Cerrado.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa