Chemical and physical properties of a dystrophic Red Latosol and yield of common bean (Phaseolus vulgaris IPR-Tuiuiú) after biochar and organic compost amendments

Abstract

Resumo: A manutenção da fertilidade do solo e a segurança alimentar são uma preocupação global na agricultura, especialmente para os solos ácidos. As Terras Pretas de Índios (TPI) da floresta amazônica se tornam hoje em dia o modelo de solos férteis. Os pesquisadores no Brasil vieram com um material cujos benefícios poderiam persistir em longo prazo como TPI: "biochar". O biochar pode melhorar os atributos químicos e físicos do solo e o rendimento de plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do biochar e do composto orgânico na melhoria das propriedades do solo e da produção de feijão (Phaseolus vulgaris var. IPR-Tuiuiú) utilizando um LATOSSOLO VERMELHO distrófico da Fazenda Experimental de Iguatemi-Maringá. Esta pesquisa foi conduzida em estufa da Universidade Estadual de Maringá com 5 doses (25, 50, 100, 150, 200 t ha-1) e 5 repetições de biochar e composto orgânico e uma testemunha. Os atributos químicos (pH, Al, H + Al, Mg, Ca, K, Na, SB, CTC, P, C, CE, Zn, Cu, Fe, Mn) e físicos (porosidade e densidade) foram analisados e submetidos à correlação de Pearson com o peso seco total dos grãos (p<0.05). Uma regressão múltipla foi realizada entre os atributos de solo e a taxa de germinação, o número de grãos e o peso seco total de grãos. Um experimento fatorial cruzado em um delineamento inteiramente casualizado com uma testemunha (5x2+1, a=0.05) foi considerado. O único nutriente que aumentasse com o biochar foi o K. O biochar aumentou o pHH2O e o teor de carbono orgânico no solo. A macro e a microporosidade (MI) do solo foram afetadas apenas por 200 t ha-1 de biochar. O biochar diminuiu a concentração de Ca, H+Al, Cu, CE, CEC e a densidade aparente do solo, mas não teve efeito no ?pH, Al, P, Zn, Fe e Mn. O composto orgânico aumentou pHH2O, Ca, K, Na, P, C, SB, CTC, CE, Zn, Cu, Fe, Mn e MI; diminuiu H+Al, a MI e a densidade do solo, não teve efeito sobre Al e apresentou predomínio de carga positiva. O biochar não aumentou o rendimento de feijão ao contrário do composto. O Ca2+ e a CTC apresentaram correlação negativa com o peso seco total dos grãos com o biochar, mas positiva com o composto orgânico. A correlação de Pearson entre este variável e P não foi significante (p<0.05) com o biochar enquanto significante com o composto orgânico. O composto orgânico atribuiu melhores condições químicas ao solo do que o biochar; mas ambos afetaram na mesma forma os atributos físicos do solo

Abstract: The maintenance of soil fertility and the food security are a global concern in agriculture, especially for acid soils. The black soils of the Amazonian rainforest, named ''Terras Pretas de Índios (TPI)'', are nowadays considered the model of fertile soils. The researchers in Brazil came with a material whose benefits could persist in long term as TPI do:"biochar". The biochar has the ability to improve soil chemical and physical attributes and the crop yield. This study aims to evaluate the effects of biochar and organic compost in the improvement of the soil properties and bean production (Phaseolus vulgaris var. IPR-Tuiuiú) using a dystrophic RED LATOSOL from Fazenda Experimental de Iguatemi-Maringá. This research was conducted in a greenhouse of the Paraná State University in Maringá with 5 doses (25, 50, 100, 150, 200 t ha-1) of biochar and organic compost and a control treatment with 5 replicates. Firstly, the soil chemical (pH, Al, H+Al, Mg, Ca, K, Na, SB, CEC, P, C, EC, Zn, Cu, Fe, Mn) and physical attributes (porosity and density) were analyzed. Then the soil chemical and physical attributes were submitted to Pearson’s analysis with the total dry weight of grains (p<0.05). A multiple regression was performed with the soil attributes and germination rate, number of grains and total dry weight of grains. A cross-factorial experiment with one control treatment in a completely randomized design (5x2+1) was considered at 5% of probability. The only nutrient that increased in soil after biochar amendment was K. The biochar increased the pHH2O and the carbon content in soil. Biochar decreased the concentration of Ca, H+Al, Cu, EC, CEC and the bulk density (BD), but had no effect on ?pH, Al, P, Zn, Fe and Mn. Soil macro and microporosity were affected only by 200 t ha-1 of biochar. The organic compost increased pHH2O, Ca, K, Na, P, C, SB, CEC, EC, Zn, Cu, Fe, Mn and macroporosity, decreased H+Al, microporosity, BD, had no effect on Al concentration and presented predominance of positive charge. The coconut shell biochar did not increase the bean yield but the organic compost did. The Ca2+ and the CEC showed negative correlation with the total dry weight of grains with biochar amendment but positive with organic compost. The organic compost attributed better chemical conditions to the soil than the biochar; but both affected similarly the physical attributes of the soil