Abstract
The use of forage in intercrops is preponderant for ensuring diverse and conservationist grain production systems in the Cerrado. This study aimed to evaluate different grass forage crops intercropped with corn and their influence on the soil biological activity and on the successor crop grain yield. The study was carried out in the 2017/2018 and 2018/2019 harvests, with four replicates under a randomized block design. The treatments consisted of corn intercropped with four grass species: corn + Massai (Megathyrsus maximus), corn + Zuri (Megathyrsus maximum cv. Zuri), corn + Marandu (Urochloa brizantha) and corn + Ruziziensis (Urochloa ruziziensis) and corn in single cultivation. The treatments were stablished in the 2017/2018 harvest and were followed by the subsequent soybean cultivation in the 2018/2019 harvest. In both cropping seasons the evaluated soil microbiological attributes and plant variables were: carbon and nitrogen from the microbial biomass (C-SMB and N-SMB), soil basal respiration, metabolic quotient, dehydrogenase enzymes, fluorescein diacetate activity, corn and forages yields. In the 2018/2019 harvest, soybean grain yield and leaf nutrients were also evaluated. N-SMB and dehydrogenase concentrations were higher in the corn + Zuri intercrop than in corn + Ruziziensis treatment in the 2017/2018 harvest. Corn grain yield is not affected by the intercropping with forage grasses. Single corn resulted in biological indicators that suggest stressful soil conditions, which resulted in lower soybean yield in succession. Soybean grown in succession to corn intercropped with forage grasses, had its average yield increased by 33%, compared to soybean grown in succession to single corn. The corn intercropped with tropical forages is an important tool for the sustainable increase of yield in the integrated production systems in the Maranhão Eastern Cerrado.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Alef, K. (1995). Estimation of soil respiration. In K. Alef & P. Nannipieri (Eds.), Methods in soil microbiology and bicochemistry (pp. 464–470). Academic Press.
Araujo, T. D. S., Gallo, A. D. S., Araujo, F. D. S., Santos, L. C. D., Guimarães, N. D. F., & Silva, R. F. D. (2019). Biomassa e atividade microbiana em solo cultivado com milho consorciado com leguminosas de cobertura. Revista de Ciências Agrárias, 42, 51–60. https://doi.org/10.19084/rca.15433.
Belo, E. S., Terra, F. D., Rotta, L. R., Vilela, L. A., Paulino, H. B., Sousa, E. D., et al. (2012). Decomposição de diferentes resíduos orgânicos e efeito na atividade microbiana em um Latossolo Vermelho de Cerrado. Global Science and Technology, 5, 107–116. https://rv.ifgoiano.edu.br/periodicos/index.php/gst/article/view/570/323# .
Bonetti, J. D. A., Paulino, H. B., Souza, E. D., Carneiro, M. A. C., & Caetano, J. O. (2018). Propriedades físicas e biológicas do solo em um sistema agropecuário integrado no cerrado brasileiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 53, 1239–1247. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2018001100006.
Calonego, J. C., Gil, F. C., Rocco, V. F., & Santos, E. A. (2012). Persistência e liberação de nutrientes da palha de milho, braquiária e labe-labe. Bioscience Journal, 28, 770–781. http://www.seer.ufu.br/index.php/biosciencejournal/article/view/13885/10558 .
Ceccon, G., Staut, L. A., Sagrilo, E., Machado, L. A. Z., Nunes, D. P., & Alves, V. B. (2013). Legumes and forage species sole or intercropped with corn in soybean-corn succession in midwestern Brazil. Revista Brasileira De Ciência Do Solo, 37, 204–212. https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000100021
Chaer, G. M., Gaiad, S., Santos, A. B., & Grochoski, R. (2014). Caracterização microbiológica do solo. In R. B. Prado, E. C. C. Fidalgo, & A. Bonnet (Eds.), Monitoramento da revegetação do COMPERJ: etapa inicial (pp. 159–173). Embrapa.
Chioderoli, C. A., Mello, L. M. M., Grigolli, P. J., Furlani, C. E. A., Silva, J. O. R., & Cesarin, A. L. (2012). Atributos físicos do solo e produtividade de soja em sistema de consórcio milho e braquiária. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16, 37–43. https://doi.org/10.1590/S1415-43662012000100005.
Coser, T. R., Ramos, M. L. G., Figueiredo, C. C. D., Carvalho, A. M. D., Cavalcante, E., Moreira, M. K. D. R., et al. (2016). Propriedades microbiológicas do solo enitrogênio disponível para omilho em monocultura econsorciados com forragem. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51, 1660–1667. https://doi.org/10.1590/s0100-204x2016000900066.
Crusciol, C. A. C., Nascente, A. S., Borghi, E., Soratto, R. P., & Martins, P. O. (2015). Improving soil fertility and crop yield in a tropical region with palisade grass cover crops. Agronomy Journal, 107, 2271–2280. https://doi.org/10.2134/agronj14.0603.
Cunha, J. R., Freitas, R. C. A., Souza, D. J. A. T., Gualberto, A. V. S., Souza, H. A., & Leite, L. F. C. (2021). Soil biological attributes in monoculture and integrated systems in the Cerrado region of Piauí state. Brazi. Acta Scientiarum. Agronomy, 43. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v43i1.51814.
Dalmago, G. A., Bergamaschi, H., Krüger, C. A. M. B., Bergonci, J. I., Comiran, F., & Heckler, B. M. M. (2010). Evaporação da água na superfície do solo em sistemas de plantio direto e preparo convencional. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 45, 780–790. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2010000800002.
Doneda, A., Aita, C., Giacomini, S. J., Miola, E. C. C., Giacomini, D. A., Schirmann, J., & Gonzatto, R. (2012). Fitomassa e decomposição de resíduos de plantas de cobertura puras e consorciadas. Revista Brasileira De Ciência Do Solo, 36, 1714–1723. https://doi.org/10.1590/S0100-06832012000600005
Ferreira, A. S., Camargo, F. A. O., & Vidor, C. (1999). Utilização de microondas na avaliação da biomassa microbiana do solo. Revista Brasileira De Ciência Do Solo, 23, 991–996. https://doi.org/10.1590/S0100-06831999000400026
Ferreira, D. F. (2014). Sisvar: A Guide for its Boot strap procedures in multiple comparisons. Ciência e Agrotecnologia, 38, 109–112. https://doi.org/10.1590/S1413-70542014000200001.
Frighetto, R. T. S., & Valarini, P. J. (2000). Indicadores biológicos e bioquímicos da qualidade do solo: manual técnico. Embrapa Meio Ambiente.
Garcia, C. M. D. P., Andreotti, M., Teixeira Filho, M. C. M., Lopes, K. S. M., & Buzetti, S. (2014). Decomposição da palhada de forrageiras em função da adubação nitrogenada após o consórcio com milho e produtividade da soja em sucessão. Bragantia, 73, 143–152. https://doi.org/10.1590/brag.2014.016
Gazola, R. N., Melo, L. M. M., Dinalli, R. P., Teixeira Filho, M. C. M., & Celestrino, T. S. (2017). Cultura da soja em sucessão ao cultivo de milho em consórcio com braquiárias. Cultura Agronomica, 26, 225–236. https://doi.org/10.32929/2446-8355.2017v26n3p225-236.
Guimarães, N. F., Gallo, A. S., Fontanetti, A., Meneghin, S. P., Souza, M. D. B., Morinigo, K. P. G., et al. (2017). Biomassa e atividade microbiana do solo em diferentes sistemas de cultivo do cafeeiro. Revista de Ciências Agrárias, 40, 34–44. https://doi.org/10.19084/RCA16041 .
INMET-Instituto Nacional de Meteorologia (2021) Dados metereológicos. https://mapas.inmet.gov.br/. Accessed 7 Jan 2021.
Janusckiewicz, E. R., Raposo, E., Martins, B. M. P. R., Magalhães, M. A., Panosso, A. R., Melo, G. M. P., et al. (2019). Atividade enzimática do solo de pastos de Brachiaria manejados sob ofertas de forragem. Boletim da Indústria Animal, 76, 1–12.
Krutzmann, A., Cecato, U., Silva, P. A., Tormena, C. A., Iwamoto, B. S., & Martins, E. N. (2013). Palhadas de gramíneas tropicais e rendimento da soja no sistema de integração lavoura-pecuária. Bioscience Journal, 29, 842–851. http://www.seer.ufu.br/index.php/biosciencejournal/article/view/15043/12889 .
Matoso, S. C., Silva, A. N., Fiorelli-Pereira, E. C., Colleta, Q. P., & Maia, E. (2012). Frações de carbono e nitrogênio de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob diferentes usos na Amazônia brasileira. Acta Amazonica, 42, 231–240. https://doi.org/10.1590/S0044-59672012000200008.
Miyazawa, M., Pavan, M. A., Muraoka, T., Carmo, C. A. F. S., & Melo, W. J. (2009). Análise química de tecido vegetal. In F. C. Silva (Ed.), Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes (pp. 193–233). Embrapa Informação Tecnológica.
Oliveira Júnior, A., Castro, C., Oliveira, F. A., & Kepler, D. (2020). Fertilidade do solo e estado nutricional da soja. In C. D. S. Seixas, N. Neumaier, A. A. Balbinot Júnior, F. C. Krzyzanowski, & R. M. V. B. C. Leite (Eds.), Tecnologias de Produção de Soja (pp. 133–184). Embrapa Soja.
Pires, M. F. M., Medeiros, J. C., Souza, H. A., Rosa, J. D. R., Boechat, C. L., Mafra, A. L., Nôleto, K. C., & Rocha, A. G. (2020). Conservation system improves soil microbial quality and increases soybean yield in the Northeastern Cerrado. Bragantia, 79, 599–611. https://doi.org/10.1590/1678-4499.20200117
Resende, J. M. D. A., Marques Júnior, J., Martins Filho, M. V., Dantas, J. S., Siqueira, D. S., & Teixeira, D. D. B. (2014). Variabilidade especial de atributos de solos coesos do leste maranhense. Revista Brasileira De Ciência Do Solo, 38, 1077–1090. https://doi.org/10.1590/S0100-06832014000400004
Serri, D. L., Boccolini, M., Oberto, R., Chavarría, D., Bustos, N., Vettorello, C., et al. (2018). Efecto de la agriculturización sobre la calidad biológica del suelo. Ciencia del Suelo, 36, 92–104. http://www.suelos.org.ar/publicaciones/Vol%2036,%20No.%202/9%20-%20376%20-%20EFECTO%20DE%20LA%20AGRICULTURIZACI%C3%93N%20SOBRE%20LA%20CALIDAD%20BIOL%C3%93GICA%20DEL%20SUELO.pdf .
Silva, E. E., Azevedo, P. H. S., & De-Polli, H. (2007). Determinação da respiração basal (RBS) e quociente metaabólico do solo (qCO2). Embrapa Agrobiologia. https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CNPAB-2010/34390/1/cot099.pdf
Silva, G. S. F., Andrade Júnior, A. S. D., Cardoso, M. J., & Araújo Neto, R. B. (2020). Soil water dynamics and yield in maize and Brachiaria ruziziensis intercropping. Pesquisa Agropecuária Tropical, 50, https://doi.org/10.1590/1983-40632020v5059809.
Turetta, A. P. D., Tonucci, R. G., Mattos, L. M., Amaro, G., Balieiro, F. C., Prado, R. B., et al. (2016). An approach to access the potential of agroecosystems in providing environmental services. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51, 1051–1060. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2016000900004.
Funding
The research is financed by Embrapa (Project: 22.13.11.004.00.00).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Ethics declarations
Conflicts of interest
The authors declare that they have no conflict of interests.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
dos Santos, S.F.d.C.B., de Souza, H.A., de Araújo Neto, R.B. et al. Soil Microbiological Attributes and Soybean Grain Yield in Succession to Corn Intercropped with Forage in the Maranhão Eastern Cerrado. Int. J. Plant Prod. 15, 669–677 (2021). https://doi.org/10.1007/s42106-021-00167-z
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s42106-021-00167-z