Cropping systems, irrigation and physiological changes of soybean plants grown in lowland

Soybean has been the main crop used in rotation with irrigated rice in Rio Grande do Sul. However, soybean cultivation in lowland represents a high-risk activity due to stresses that generally occur in this environment. These stresses may significantly reduce growth and development of soybean plants by limiting important physiological processes such as photosynthesis and biological nitrogen fixation. In view of the above, the thesis work aimed to determine the influence of different cropping and irrigation systems on root growth, nodulation, oxidative stress, photosynthesis, soil water holding capacity, water use efficiency and grain yield of soybean in lowlands. Two experiments were carried out under field conditions and one under greenhouse conditions in the Várzea Experimental area of the Federal University of Santa Maria, RS, during 2014/15 and 2015/16 growing seasons. For the burndown timing of ryegrass experiment, applications were carried out between 20 and 90 days before soybean planting on raised seedbeds. The experiment 1 involving cropping systems and irrigation consisted of combinations between raised seedbeds flat planting with or without the practice of irrigation. The experiment 2, was carried out under greenhouse condictions and was characterized by the implementation of 10 days water deficit during V6 (six expanded trifoliate), R2 (full flowering) and R5 (grain filling) growth stages. Based on the main results, it was observed that desiccation and sowing intervals of soybean less than 60 days or quantities of ryegrass straw remaining on the soil surface higher than 1000 kg ha-1 significantly increase soil moisture retention at the sowing time. Growing soybeans using raised seedbeds increase crop yield and reduce irrigation water use when compared to flat-planting of soybean in a rice-soybean rotation. Water shortage during the grain filling period significantly reduces grain yield of soybean in lowlands. A soja tem sido a principal cultura utilizada em rotação com o arroz irrigado no Rio Grande do Sul. No entanto, o cultivo da soja em terras baixas constitue-se em uma atividade de alto risco devido aos estresses que geralmente atuam neste ambiente. Estes estresses podem reduzir significativamente o crescimento e desenvolvimento das plantas de soja através da limitação de processos fisiológicos importantes como por exemplo, a fotossíntese e a fixação biológica de nitrogênio. Em vista do exposto, o trabalho de tese teve como objetivo determinar a influência de diferentes sistemas de implantação e de irrigação no crescimento do sistema radicular, nodulação, estresse oxidativo, fotossíntese, armazenamento de água no solo, eficiência do uso de água e rendimento de grãos de soja em terras baixas. Foram realizados dois experimentos em condições de campo e um em casa de vegetação na área Experimental de Várzea da Universidade Federal de Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas de 2014/15 e de 2015/16. O experimento1 consistiu de épocas de dessecação do azevém, as quais foram realizadas entre 20 e 90 dias antes da semeadura da soja em camalhões. O experimento envolvendo sistemas de implantação e irrigação constituiu-se das combinações entre camalhões e sem camalhões com ou sem irrigação suplementar. O experimento 2 foi realizado em casa de vegetação e caracterizou-se pela implementação de 10 dias de deficit hídrico nos estádios fenólóficos V6 (seis trifólios expandidos), R2 (florescimento pleno) e R5 (enchimento de grãos). Com base nos principais resultados, observou-se que intervalos de dessecação e semeadura da soja menores de 60 dias ou quantidades de palha de azevém remanescente na superfície do solo superiores a 1000 kg ha-1 aumentam signicativamente a retenção de umidade no momento de semeadura. O uso de camalhões para o cultivo da soja aumenta o rendimento de grãos e reduz o uso de água para irrigação comparado ao sistema sem camalhões. A deficiência hídrica durante o período de enchimento de grãos reduz significativamente o rendimento de grãos de soja em terras baixas.