Plant response to mechanical resistance and air-filled porosity of soils under conventional and no-tillage system

Abstract

Roots may respond to restrictive soil physical conditions and send signals to shoots to control plant growth. Soil mechanical resistance and aeration can be managed to improve the soil physical conditions for plant growth by using different tillage systems. The objective of this study was to quantify the influence of no-tillage and conventional-tillage systems on plant response to soil mechanical resistance and aeration. The study was carried out on a farm, cultivated with corn, with a side-by-side comparison of no-tillage and conventional-tillage systems. Thirty-two paired sampling sites were located along two transects, located one in each treatment. Soil water content, bulk density, and plant growth were measured in each treatment. Based on the soil water and bulk density measurements, the air-filled porosity values were computed for each treatment. Soil water contents and bulk density values were converted to soil mechanical resistance by using the soil resistance curve. Plant growth varied positively with soil air-filled porosity, and negatively with soil mechanical resistance in both tillage systems. However, the decrease rates/increase rates were dependent on the tillage system. The no-tillage system somehow improved the soil physical conditions for the plants, especially when they were more restrictive, allowing them to attain greater values of growth. Key words: plant growth, plant height, soil physical properties, tillage system RESPOSTA DE PLANTAS À RESISTÊNCIA MECÂNICA E POROSIDADE DE AERAÇÃO DE SOLOS SOB PREPARO CONVENCIONAL E PLANTIO DIRETORESUMO: As raízes podem responder à ocorrência de condições físicas restritivas no solo e enviar sinais parte aérea para controlar o crescimento da planta. A resistência mecânica e a aeração do solo podem ser alteradas para melhorar as condições físicas do solo para o crescimento das plantas por meio do emprego de diferentes sistemas de preparo do solo. O objetivo deste trabalho foi quantificar a influência dos sistemas preparo convencional e plantio direto na resposta das plantas da cultura de milho à resistência mecânica e aeração do solo. O estudo foi desenvolvido numa fazenda que apresentava uma parcela com preparo convencional localizada ao lado de outra sob plantio direto.

Soil compaction by machine traffic and least limiting water range related to soybean yield

“…Besides, aeration porosity of 0.10 m 3 m -3 is adopted as critical to root growth (Grable & Siemer, 1968;Engelaar et al, 2000). Some studies show reduced plant growth at greater values of aeration porosity, and that negative effects are intensified in 0.10 m 3 m -3 (Silva et al, 2004). In the present study, we can infer that a small amount of aeration deficiency occurred with the occurrence of the same D b limiting levels with and without irrigation.…”

Atributos físicos do solo e produtividade de milho em resposta a culturas de pré-safra

“…Segundo Silva et al (2004), esse é o valor de porosidade mínima para trocas líquidas e gasosas entre o ambiente externo e o solo, e a partir do qual o crescimento de plantas de milho é fortemente reduzido. Neste contexto, valores de macroporosidade do solo acima de 0,19 m 3 m -3 , em todos os sistemas de manejo e camadas, confirmam que a compactação do solo não foi limitante à produtividade do milho.…”

Manejo do solo, palha residual e produtividade de arroz irrigado por inundação

“…Diâmetro médio geométrico dos agregados (DMG), densidade do solo (Ds), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e porosidade total (Pt), nos experimentos 1 e 2 (E1 e E2) e nas profundidades de 0,0-0,05 m e 0,05-0,10 m, em sistemas de manejo. A densidade do solo foi inferior no E2, nas camadas de 0,0-0,05 e 0,05-0,10 m de profundidade, no PC comparado ao PD, em função do revolvimento do solo, e no E1 não houve diferença na camada de 0,0-0,05 m. A macroporosidade e a porosidade total foram inferiores no PD nas camadas de 0,0-0,05 e 0,05-0,10 m, no E1 e E2, indicando uma compactação no PD, com valores inferiores a 0,11 m 3 m -3 de macroporosidade, considerados baixos, visto que o crescimento das plantas é reduzido em valores de porosidade de aeração superiores, em culturas de sequeiro (SILVA; IMHOFF; KAY, 2004). Por outro lado, verifica-se que os valores de porosidade total estão próximos a 0,50 m 3 m -3 , com altos valores de microporosidade, inerentes ao tipo de solo com expressiva quantidade de minerais 2:1 na fração argila que ocorre na região da fronteira oeste do Estado do Rio Grande do Sul (PEDRON, 2007), que promove esse comportamento estrutural mais coeso e menor macroporosidade.…”