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Soil erosion is one of the chief causes of agricultural land degradation. Practices of conservation agriculture, such as no-tillage and cover crops, are the key strategies of soil erosion control. In a long-term experiment on a Typic Paleudalf, we evaluated the temporal changes of soil loss and water runoff rates promoted by the transition from conventional to no-tillage systems in the treatments: bare soil (BS); grassland (GL); winter fallow (WF); intercrop maize and velvet bean (M+VB); intercrop maize and jack bean (M+JB); forage radish as winter cover crop (FR); and winter cover crop consortium ryegrass - common vetch (RG+CV). Intensive soil tillage induced higher soil losses and water runoff rates; these effects persisted for up to three years after the adoption of no-tillage. The planting of cover crops resulted in a faster decrease of soil and water loss rates in the first years after conversion from conventional to no-tillage than to winter fallow. The association of no-tillage with cover crops promoted progressive soil stabilization; after three years, soil losses were similar and water runoff was lower than from grassland soil. In the treatments of cropping systems with cover crops, soil losses were reduced by 99.7 and 66.7 %, compared to bare soil and winter fallow, while the water losses were reduced by 96.8 and 71.8 % in relation to the same treatments, respectively.

O sistema de semeadura direta, associado à utilização de plantas de cobertura, pode manter a qualidade do solo, melhorando e, ou, preservando seus atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal. O presente trabalho avaliou a densidade, porosidade, resistência à penetração e taxa de infiltração de água em um Argissolo Vermelho distrófico arênico, na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, em Santa Maria, RS, após 16 anos de aplicação de sete sistemas de culturas: (1) milho (Zea mays L.) + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis DC)/soja (Glycine max (L.) Merr.)- MFP; (2) solo descoberto - SDES; (3) milho/pousio/soja - POU; (4) milho/azevém (Lolium multiflorum Lam.) + ervilhaca-comum (Vicia sativa)/soja - AZEV; (5) milho + mucuna-cinza (Stizolobium cinereum)/soja - MUC; (6) milho/nabo forrageiro (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg.)/soja - NFO; e (7) campo nativo - CNA. A densidade do solo apresentou diferenças entre os tratamentos até a profundidade de 0,10 m, com o SDES evidenciando maiores valores. A porosidade total e a macroporosidade do solo apresentaram estreita relação entre si até 0,10 m de profundidade. O tratamento SDES apresentou maior resistência à penetração na camada superficial (até 0,03 m), e o NFO, nas profundidades de 0,16 e 0,18 m. Menores taxas de infiltração de água no solo foram verificadas nos tratamentos SDES e CNA, enquanto os demais se mantiveram constantemente acima destes e semelhantes entre si. O sistema de semeadura direta com uso de plantas de cobertura do solo mostrou-se eficiente em manter atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal, após longo período de utilização, ao mesmo tempo em que melhorou atributos como a taxa de infiltração de água.No-tillage associated to cover crops may maintain soil quality, improving or preserving favorable soil physical conditions for plant growth. This study assessed soil bulk density, porosity, penetration resistance, and water infiltration of a PALEUDALF, in the Experimental Area of the Soil Science Department of the Federal University of Santa Maria, in Santa Maria, RS, Brazil, in an experiment started in 1991, with the following crop successions and rotations: (1) Corn/Soybean - Jackbean - MFP; (2) Bare soil - SDES; (3) Corn/Soybean - Fallow -POU; (4) Corn/Soybean - Ryegrass + Vetch - AZEV; (5) Corn/Soybean - Mucuna - MUC; (7) Natural Grass - CNA; (6) Corn/Soybean - Oilseed radish - NFO. Soil bulk density was affected in the 0-0.10 m layer; values were highest in the SDES. Total soil porosity and soil macroporosity were closely correlated to a depth of 0.10 m. Major restriction to root penetration occurred in the surface layer (0-0.03 m) in the SDES treatment, and NFO had greatest values at 0.16-0.18 m depth. The water infiltration rate was lowest in SDES and CNA treatments in all evaluations, while in the others infiltration was constant and statistically equal. Constantly uncovered soil induces degradation in soil physical properties. The studied cropping systems confirmed significant benefits in soil density, porosity, resistance, and water infiltration rate under long term no-tillage.

A compactação é uma das principais causas de decréscimo da produtividade dos solos agrícolas. A escarificação mecânica tem sido sugerida para reduzir a compactação do solo em áreas sob sistema de semeadura direta consolidada. Outra opção para aliviar a compactação é o uso de plantas de cobertura com sistema radicular pivotante e bem desenvolvido, como o nabo-forrageiro, com capacidade de crescer em camadas compactadas, formar bioporos estáveis e melhorar os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do método mecânico (escarificador) e do método biológico (nabo-forrageiro) de descompactação do solo, ou de ambos associados, em promover a melhoria dos atributos físicos de um Latossolo de textura muito argilosa e o rendimento de grãos da cultura da soja manejada sob semeadura direta. Os tratamentos utilizados foram: aveia-preta em semeadura direta (SD-Av), consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em semeadura direta (SD-Nb+Av), aveia-preta em solo escarificado (ESC-Av) e consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em solo escarificado (ESC-Nb+Av). Foram avaliadas a densidade, macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; e 0,15-0,20 m, resistência do solo à penetração, umidade gravimétrica e infiltração de água no solo, no momento do pleno florescimento da soja. Além disso, foram determinadas a produção de matéria seca das plantas de cobertura de solo de inverno e o rendimento de soja no verão. Os tratamentos não afetaram significativamente a densidade do solo em nenhuma das camadas avaliadas, no entanto os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av duplicaram os valores de macroporosidade do solo na média da camada 0-0,20 m, com efeitos mais pronunciados nas camadas mais superficiais do solo. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av reduziram a resistência do solo à penetração em relação ao tratamento SD-Av, enquanto o tratamento ESC-Av teve comportamento intermediário. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av aumentaram, em média, 46,6 % a lâmina de água infiltrada em relação aos tratamentos SD-Av e ESC-Av. O maior rendimento de grãos de soja foi observado no tratamento ESC-Nb+Av (3,73 Mg ha-1), que não diferiu significativamente do SD-Nb+Av (3,49 Mg ha-1). A escarificação mecânica do solo teve efeito temporário, e não foram constatadas melhores condições físicas do solo após nove meses, com exceção do aumento da porosidade total e macroporosidade do solo na camada 0-0,05 m. Por outro lado, a escarificação biológica aumentou a macroporosidade do solo, diminuiu sua resistência à penetração e melhorou a infiltração de água. A escarificação mecânica foi uma alternativa eficiente em melhorar as condições físicas do Latossolo textura muito argilosa quando associada à escarificação biológica, que preveniu a reconsolidação do solo.Compaction is one of the main causes of yield decreases in agricultural soils. Mechanical chiseling has been suggested to reduce soil compaction in long-term no-tillage systems. Another option to alleviate soil compaction is the use of cover crops, such as forage radish, with a well-developed tap root system and the capacity of growing into soil compacted layers, forming stable biopores and improving the soil physical properties. This study aimed to evaluate the efficiency of a mechanical (chisel plow) and biological (forage radish) soil decompaction method or the combination of both to improve the physical properties of a very clayey texture Oxisol and to increase soybean grain yield under no-tillage. The treatments were: black oat on no-till (NT-O), consortium of forage radish and black oat on no-till (NT-R+O), black oat on chiseled soil (CH-O) and consortium of forage radish and black oat on chiseled soil (CH-R+O). The following properties were evaluated: soil bulk density, macroporosity, microporosity and total porosity in the layers 0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.15 and 0.15-0.20 m, soil penetration resistance, soil moisture and soil water infiltration at soybean flowering. The winter cover biomass production and soybean yield were also measured. The treatments did not affect the soil bulk density significantly at any of the soil depths. However, the treatments NT-R+O and CH-R+O doubled the mean soil macroporosity values in the 0-0.20 m layer, with more pronounced effects in the upper soil layers. The treatments NT-R+O and CH-R+O reduced soil penetration resistance compared to NT+O, while treatment CH-O had intermediate results. The treatments NT-R+O and CH-R+O increased the accumulated infiltrated water by 44.6 as compared to treatments NT-O and CH-O .The highest soybean yields were observed in the treatment CH-R+O (3.73 Mg ha-1), which did not differ significantly from treatment NT-R+O (3.49 Mg ha-1). The effect of winter mechanical chiseling was temporary and nine months later no soil physical improvements were observed, apart from the increase of total porosity and macroporosity in the 0-0.05 m layer. Biological chiseling increased soil macroporosity, reduced soil penetration resistance and improved soil water infiltration. Mechanical chiseling was only efficient to improve the soil physical conditions when associated with biological chiseling, which prevented soil reconsolidation.