Comparado ao preparo convencional do solo, o Sistema Plantio Direto (SPD) proporciona alterações benéficas na quantidade e na distribuição dos macronutrientes do solo, devido a ação de fatores que podem atuar em conjunto ou de forma isolada, mas sempre de forma contínua ao longo do tempo.

Em áreas em que o SPD já está estabelecido (entre o quarto e o sexto ano de condução) verifica-se aumento no teor de macronutrientes, especialmente, nas camadas mais superficiais do solo.

Esse aumento ocorre devido:

• às perdas de nutrientes de plantas por erosão serem mínimas;
• à menor lixiviação no perfil do solo, em consequência da maior retenção de nutrientes e água pela matéria orgânica;
• o revolvimento do solo se dar apenas na linha de semeadura;
• as semeadoras incorporarem os adubos, continuamente, na mesma profundidade (3-8 cm);
• às aplicações de adubos a lanço, sem incorporação;
• à deposição de resíduos vegetais sobre a superfície do solo;
• a decomposição do sistema radicular concentrados em maior proporção nas camadas mais superficiais do solo.

Dos nutrientes de plantas, o nitrogênio (N) é o mais móvel no solo e pode ser facilmente perdido por volatilização e lixiviação. Em geral, cinquenta por cento do total de um fertilizante nitrogenado aplicado não é aproveitado pela cultura que foi adubada. Do montante não aproveitado pela planta, o que não é imobilizado pela biomassa pode ser perdido. Dessa forma, deve-se inserir nos sistemas de rotação, plantas (leguminosas, nabo forrageiro, milheto) com sistemas radiculares capazes de explorar diferentes profundidades e que possam absorver o N de camadas profundas e disponibilizá-lo, nas camadas mais superficiais, para as culturas subsequentes.

Entre as culturas antecedentes, a ervilhaca e o nabo (ambas para a região Sul do país e a última também para a região Sul dos Cerrados) são indicadas para anteceder culturas mais exigentes em nitrogênio. Após a ervilhaca, a dose de N no milho subsequente pode ser diminuída em até 80 kg ha^-1 e, após o nabo, essa dose pode ser de até 60 kg ha^-1 menor.

No SPD o teor de matéria orgânica do solo e, em consequência, a capacidade de troca de cátions aumentam e, com isso, as perdas de nutrientes podem diminuir significativamente.

Os teores de fósforo (P) das camadas 0-5 e 5-10 cm de um Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso (Figura 1), avaliados aos dezenove (19) anos após a implantação de um experimento em Dourados, MS, foram maiores no SPD do que nos demais sistemas de manejo submetidos ao mesmo esquema de rotação (rotação nabo/milho-aveia preta/soja-trigo/soja).

A decomposição dos resíduos culturais pela biomassa microbiana possibilita ainda a redistribuição de P em formas orgânicas mais estáveis e menos suscetíveis às reações de adsorção, que podem constituir de 19 a 89 % do P total do solo.

Em outro experimento de longa duração conduzido em Dourados, MS, pode-se verificar a expansão na distribuição espacial e no incremento do teor de P na camada 0-5 cm de um Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso, em duas épocas de avaliação em SPD com a rotação nabo-milho/aveia preta-soja/trigo-soja (Figura 2).

O sistema de manejo das plantas no SPD proporciona contínuo retorno e adição de potássio (K) ao solo através dos resíduos vegetais, visto que, do total absorvido pelas plantas, apenas uma pequena parte é exportada nos grãos.

No entanto, esse retorno ao solo é dependente da prática de rotação de culturas, com cultivo alternado de espécies vegetais de diferentes potenciais de acúmulo de matéria seca, exigência nutricional e capacidade de exploração de nutrientes em diferentes profundidades do perfil.

O teor de potássio em um Latossolo Vermelho Distroférrico conduzido em SPD (rotação nabo/milho-aveia preta/soja-trigo/soja) foi 15% maior na camada 0-5 e, 30% maior na 5-10 cm do que no sistema de manejo com grades (GP), após 19 anos de experimento em Dourados, MS (Figura 3).

O incremento no teor de matéria orgânica eleva a capacidade de troca de cátions (CTC) do solo que aumenta a capacidade do solo em reter potássio trocável, diminuindo as perdas deste nutriente por lixiviação.

O teor de cálcio e magnésio no solo tende a se elevar com o tempo em SPD, devido à aplicação a lanço e sem incorporação de calcário, à adubação com fertilizantes contendo esses nutrientes e, a outros fatores já discutidos tais como: aumento nos teores de matéria orgânica, menores perdas por erosão, aumento da capacidade de troca de cátions e maior reciclagem de nutrientes, entre outros.

A dinâmica do enxofre (S) no solo é semelhante à do nitrogênio. Nesse sentido, espera-se menor disponibilidade de enxofre nos primeiros anos da adoção do SPD, em função da manutenção da relação carbono (C) / enxofre (C:S) mais elevada neste período. Posteriormente, deve ocorrer aumento da disponibilidade do S em função da ciclagem promovida pelas plantas cultivadas, ao longo do tempo.

Além disto, espera-se que ocorra aumento da disponibilidade de S nas camadas mais profundas do solo porque, em relação ao preparo convencional do solo, em SPD, o ânion sulfato será deslocado pelo ânion fosfato (cujos teores se elevam bastante nesse sistema) dos sítios de troca das partículas do solo, na camada mais superficial. Com isso, o sulfato reage com o Ca, o Mg ou o K, formando compostos que podem ser translocados para camadas mais profundas (60 a 80 cm) do solo (Figura 4).

O acúmulo de nutrientes próximo da superfície do solo não é problema para a absorção de nutrientes pelas plantas no SPD. Tem-se observado que nesse sistema, as plantas tendem a apresentar alta densidade de raízes nas camadas superficiais do solo onde a concentração de nutrientes é muito maior. Assim, em geral, a menor disponibilidade de alguns nutrientes a profundidades maiores no perfil do solo, não prejudica o suprimento destes para as plantas.