Soil Bioindicators and Crop Productivity Affected by Legacy Phosphate Fertilization and Azospirillum brasilense Inoculation in No-Till Systems

Resumo

A pressão sobre os agroecossistemas aumenta com a crescente demanda agrícola, impulsionando a agricultura brasileira em direção a sistemas mais sustentáveis que priorizam a saúde do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar se o manejo de longo prazo em plantio direto e a inoculação com Azospirillum brasilense influenciaram os bioindicadores do solo e os atributos químicos, biológicos e enzimáticos, e como esses atributos se correlacionaram com a produtividade das culturas em um sistema de rotação. O experimento também avaliou os efeitos residuais da adubação fosfatada (aplicada inicialmente em 2013 e reaplicada em 2020) e sua interação com a inoculação sobre as frações de fósforo do solo e o desempenho das culturas. O estudo foi conduzido em Latossolo Vermelho Distrófico, no Cerrado de baixa altitude, sob 20 anos de plantio direto, em delineamento de blocos casualizados em esquema fatorial 5 × 2: cinco doses de fósforo (0, 30, 60, 120 e 240 kg/ha de P2O5) e gramíneas inoculadas ou não inoculadas, com quatro repetições. Os resultados mostraram que a inoculação influenciou a produção de matéria seca (MS) e a ciclagem de nutrientes, melhorando a saúde do solo apesar da menor fertilidade e da menor MS total. A correlação entre bioindicadores e produtividade sugere que os indicadores de saúde do solo podem ser usados para monitorar a sustentabilidade do sistema. Não foram observados efeitos consistentes da inoculação ou da adubação fosfatada sobre alguns componentes das culturas, indicando interações complexas em sistemas conservacionistas de longo prazo.

Abstract

Pressure on agroecosystems is increasing with rising agricultural demand, pushing Brazilian agriculture toward more sustainable systems that prioritize soil health. This study aimed to evaluate whether long-term no-till management and inoculation with Azospirillum brasilense influenced soil bioindicators; chemical, biological, and enzymatic attributes; and how these attributes correlated with crop productivity in a rotational system. The experiment also assessed the residual effects of phosphate fertilization (initially applied in 2013 and reapplied in 2020) and its interaction with inoculation on soil phosphorus fractions and crop performance. This study was conducted on Dystrophic Red Oxisol in the low-altitude Cerrado region under 20 years of no-tillage management, using a randomized block design in a 5 × 2 factorial scheme: five phosphorus doses (0, 30, 60, 120, and 240 kg/ha P2O5) and inoculated or non-inoculated grasses, with four replicates. The results showed that inoculation influenced dry matter (DM) production and nutrient cycling, improving soil health despite lower fertility and total DM. The correlation between bioindicators and productivity suggests that soil health indicators can be used to monitor system sustainability. No consistent effects of inoculation or phosphate fertilization were observed for some crop components, indicating complex interactions under long-term conservationist systems.