Straw decomposition of nitrogen-fertilized grasses intercropped with irrigated maize in an integrated crop-livestock system

The greatest limitation to the sustainability of no-till systems in Cerrado environments is the low quantity and rapid decomposition of straw left on the soil surface between fall and spring, due to water deficit and high temperatures. In the 2008/2009 growing season, in an area under center pivot irrigation in Selvíria, State of Mato Grosso do Sul, Brazil, this study evaluated the lignin/total N ratio of grass dry matter , and N, P and K deposition on the soil surface and decomposition of straw of Panicum maximum cv. Tanzânia, P. maximum cv. Mombaça, Brachiaria. brizantha cv. Marandu and B. ruziziensis, and the influence of N fertilization in winter/spring grown intercropped with maize, on a dystroferric Red Latosol (Oxisol). The experiment was arranged in a randomized block design in split-plots; the plots were represented by eight maize intercropping systems with grasses (sown together with maize or at the time of N side dressing). Subplots consisted of N rates (0, 200, 400 and 800 kg ha-1 year-1) sidedressed as urea (rates split in four applications at harvests in winter/spring), as well as evaluation of the straw decomposition time by the litter bag method (15, 30, 60, 90, 120, and 180 days after straw chopping). Nitrogen fertilization in winter/spring of P. maximum cv. Tanzânia, P. maximum cv. Mombaça, B. brizantha cv. Marandu and B. ruziziensis after intercropping with irrigated maize in an integrated crop-livestock system under no-tillage proved to be a technically feasible alternative to increase the input of straw and N, P and K left on the soil surface, required for the sustainability of the system, since the low lignin/N ratio of straw combined with high temperatures accelerated straw decomposition, reaching approximately 30 % of the initial amount, 90 days after straw chopping.

Intervalo hídrico ótimo e compactação do solo com cultivo consorciado de milho e braquiária

O cultivo consorciado entre a espécie forrageira e a cultura produtora de grãos garante a produção de forragem no outono-inverno, além de palha para cobertura do solo em sistema semeadura direta. O aporte de matéria seca radicular no perfil do solo possibilita a melhoria da qualidade estrutural do solo. Objetivou-se com este experimento verificar as alterações nos atributos físicos e físico-hídricos do solo com o cultivo de milho solteiro e consorciado com Brachiaria brizantha. O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Lageado (UNESP, Botucatu-SP), entre os anos agrícolas de 2002/2003 e 2003/2004. Foram coletadas amostras com estrutura preservada de solo, por meio de anéis volumétricos, nas camadas de 0 a 20 e 20 a 40 cm de profundidade, em trincheiras abertas em parcelas cultivadas com milho e mantidas em pousio na entressafra, bem como em parcelas cultivadas com milho consorciado com B. brizantha na linha de semeadura, mantendo a forrageira para pastagem após a colheita do milho. A partir dessas amostras, foi avaliado o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO), por meio de curvas de resistência à penetração e de retenção de água, em amostras com diferentes densidades do solo. O cultivo solteiro de milho na safra de verão é suficiente para melhorar as características físicas e estruturais do solo na camada de 0 a 20 cm. O cultivo de braquiária em consórcio com o milho por dois anos consecutivos melhora as condições físicas e estruturais do solo na camada de 20 a 40 cm, com redução da resistência mecânica à penetração e aumento da densidade crítica do solo.

Crescimento do milho em solo sob atividade de Chibui bari (Oligochaeta: Glossoscolecidae)

Chibui bari (Righi & Guerra, 1985) é um minhocuçu geófago, com tamanho até 60 cm, que tem como habitat vários solos no Acre. A atividade dessa espécie resulta na produção de grande quantidade de coprólitos ricos em nutrientes. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o crescimento do milho em solo com presença da minhoca Chibui bari. O experimento foi conduzido em casa de vegetação da Universidade Federal do Acre, no município de Rio Branco, Acre, em 2009. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis tratamentos (0, 1, 2, 3, 4 e 5 animais/tubo). O milho da variedade Bandeirante foi semeado em tubos de PVC com capacidade de 15,7 L, contendo solo de textura média. As variáveis avaliadas foram o diâmetro do colmo, as massas da matéria seca da parte aérea, da raiz e total das plantas, o teor de nutrientes no solo e a atividade microbiana. A presença de C. bari resultou em maiores diâmetro do colmo (13,29 %) e massas da matéria seca da parte aérea (28,73 %) e total (33 %) do milho. Contudo, não foi verificada mudança significativa na condição química e na atividade microbiana do solo, resultado que pode estar relacionado à maior exportação de nutrientes do solo, exigida pelo aumento do crescimento das plantas nos tratamentos com presença de minhocas.

Spatial relationships between soil attributes and corn yield in no-tillage system

Soil properties play an important role in spatial variability of crop yield. However, a low spatial correlation has generally been observed between maps of crop yield and of soil properties. The objectives of the present investigation were to assess the spatial pattern variability of soil properties and of corn yield at the same sampling intensity, and evaluate its cause-and-effect relationships. The experimental site was structured in a grid of 100 referenced points, spaced at 10 m intervals along four parallel 250 m long rows spaced 4.5 m apart. Thus, points formed a rectangle containing four columns and 25 rows. Therefore, each sampling cell encompassed an area of 45 m² and consisted of five 10 m long crop rows, in which the referenced points represented the center. Samples were taken from the layers 0-0.1 m and 0.1-0.2 m. Soil physical and chemical properties were evaluated. Statistical analyses consisted of data description and geostatistics. The spatial dependence of corn yield and soil properties was confirmed. The hypothesis of this study was confirmed, i.e., when sampling the soil to determine the values of soil characteristics at similar to sampling intensity as for crop yield assessments, correlations between the spatial distribution of soil characteristics and crop yield were observed. The spatial distribution pattern of soil properties explained 65 % of the spatial distribution pattern of corn yield. The spatial distribution pattern of clay content and percentage of soil base saturation explained most of the spatial distribution pattern of corn yield.

Distribuição do Nitrogênio do Sulfato de Amônio (15N) no sistema solo-planta, em uma sucessão de culturas, sob sistema plantio direto

O aproveitamento do N pelo milho (Zea mays, L.) é influenciado pelas doses de adubo nitrogenado. O presente trabalho foi desenvolvido em um solo de textura arenoargilosa (Hapludox) e teve por objetivo avaliar a eficiência de utilização do N pela cultura de milho, em uma sucessão de culturas, utilizando-se sulfato de amônio marcado com 15N (5,5 átomos %), em diferentes doses; e o efeito residual desse fertilizante nas duas culturas subsequentes em sucessão (braquiária e milho), sob sistema plantio direto. As avaliações foram feitas em dois cultivos de milho safrinha - o primeiro no ano agrícola 2006 e o segundo em 2007 - e um de braquiária na entressafra. Os tratamentos consistiram de doses de N de 60, 120 e 180 kg ha-1, na forma de sulfato de amônio marcado (15N). Esse adubo foi aplicado em subparcelas, previamente definidas, apenas no primeiro cultivo do milho (safra 2006). Foram avaliados: N-total acumulado; N nas plantas de milho e braquiária proveniente do fertilizante, N no solo proveniente do fertilizante e recuperação de N-fertilizante pelas plantas e pelo solo. O maior aproveitamento do N-fertilizante pelo milho foi obtido no tratamento com 120 kg ha-1 de N, e o maior efeito residual do N-fertilizante pela braquiária e milho subsequente, no tratamento com 180 kg ha-1 de N. Após a sucessão de culturas, a recuperação de N pelo solo foi de 32, 23 e 27 % para os tratamentos com 60, 120 e 180 kg ha-1 de N.

Comprimento crítico de declive relacionado à erosão hídrica, em três tipos e doses de resíduos em duas direções de semeadura direta

Nos preparos conservacionistas de solo, a eficácia dos resíduos culturais na redução da erosão hídrica diminui se os resíduos forem transportados pela enxurrada e, ou, se esta sulcar o solo. A esse fenômeno denomina-se falha dos resíduos, caracterizando a existência de comprimento crítico de declive, ou seja, estabelece a distância no terreno a partir da qual a enxurrada adquire tensão cisalhante suficiente para superar a resistência do resíduo ao transporte e, ou, a resistência do solo ao sulcamento. O objetivo deste trabalho foi averiguar a existência de comprimentos críticos de declive em duas direções de semeadura direta, sob diferentes tipos e doses de resíduos culturais. O trabalho foi desenvolvido em campo, entre maio de 2009 e maio de 2011, sobre um Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico, em São José do Cerrito (SC), usando unidades experimentais com dimensões de 3,5 x 11 m, com declividade média de 0,144 m m-1. Foram testadas as formas de execução de semeadura no sentido transversal (em contorno) e paralelo ao declive (na pendente), sobre os resíduos culturais de milho (Zea mays), trigo (Triticum aestivum) e soja (Glycine max), nas doses de 50 e 100 % dos resíduos produzidos. Foram realizados testes de chuva simulada, com o uso de simulador de chuva de braços rotativos, na intensidade de chuva planejada de 65 mm h-1 e com duração de 90 min cada um - tempo esse necessário para se obter a taxa constante de enxurrada. Ao final dos 90 min de chuva, sem desligar o aparelho simulador de chuva, foram aplicados níveis crescentes de fluxo extra de água limpa na cabeceira das parcelas, simulando a enxurrada provinda de declives mais longos. Para identificação da falha dos resíduos, utilizou-se a teoria de erosão, efetuando as relações entre taxa de erosão (Dp) x taxa de enxurrada (q m) e concentração de sedimentos na enxurrada (C) x taxa de enxurrada (q m). Detectou-se comprimento crítico de declive em todos os tratamentos; de modo geral, a semeadura direta em contorno e a dose maior dos resíduos de milho, trigo e soja aumentaram o comprimento crítico de declive em relação à semeadura direta na direção da pendente e à menor dose de resíduos, respectivamente. Esses comprimentos variaram de 35 a 155 m. Da teoria de erosão, o ponto de falha foi mais bem identificado analisando conjuntamente as relações Dp x q m e C x q m.

Changes in soil acidity and organic carbon in a sandy typic hapludalf after medium-term pig-slurry and deep-litter application

Successive applications of liquid swine waste to the soil can increase the contents of total organic carbon and nutrients and change acidity-related soil chemical properties. However, little information is available on the effects of swine waste application in solid form, as of swine deep-litter. The objective of this study was to evaluate alterations of organic carbon and acidity-related properties of a soil after eight years of pig slurry and deep-litter application. In the eighth year of a field experiment established in Braço do Norte, Santa Catarina (SC) on a sandy Typic Hapludalf samples were taken (layers 0-2.5; 2.5-5; 5-10; 10-15; 15-20 and 20-30 cm) from unfertilized plots and plots with pig slurry or deep-litter applications, providing the simple or double rate of N requirement of Zea mays and Avena strigosa in rotation. Soil total organic carbon, water pH, exchangeable Al, Ca and Mg, and cation exchange capacity (CECeffective and CECpH7.0), H+Al, base saturation, and aluminum saturation were measured. The application of pig slurry and deep-litter for eight years increased total organic carbon and CEC in all soil layers. The pig slurry and deep-litter applications reduced active acidity and aluminum saturation and increased base saturation down to a depth of 30 cm. Eight years of pig slurry application did not affect soil acidity.

Microbiological and biochemical properties of an agricultural Mexican soil amended with sewage sludge

The application of sewage sludge is a concern because it may affect the quality of organic matter and microbiological and biochemical soil properties. The effects of surface application of sewage sludge to an agricultural soil (at 18 and 36 t ha-1 dry basis) were assessed in one maize (Zea mays L.) growing season. The study evaluated microbial biomass, basal respiration and selected enzymatic activities (catalase, urease, acid and alkaline phosphatase, and β-glucosidase) 230 days after sewage sludge application and infrared spectroscopy was used to assess the quality of dissolved organic matter and humic acids. Sewage sludge applications increased the band intensity assigned to polysaccharides, carboxylic acids, amides and lignin groups in the soil. The organic matter from the sewage sludge had a significant influence on the soil microbial biomass; nevertheless, at the end of the experiment the equilibrium of the soil microbial biomass (defined as microbial metabolic quotient, qCO2) was recovered. Soil urease, acid and alkaline phosphatase activity were strongly influenced by sewage sludge applications.

Atributos bioquímicos e químicos do solo rizosférico e não rizosférico de culturas em rotação no sistema de semeadura direta

Sistemas autossustentáveis favorecem as populações microbianas devido à conservação e ao aumento da matéria orgânica no solo. Além disso, as plantas que fazem parte desses sistemas promovem o efeito rizosférico, por meio da zona de influência das raízes, que resulta no aumento da atividade e na modificação da população microbiana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas de inverno sobre sequências de verão, em sistema de semeadura direta, nos atributos bioquímicos (amilase, urease, celulase e protease) e químicos (carbono orgânico total - COT, carboidratos totais e proteínas totais) em solo rizosférico (SR) e não rizosférico (SNR). Este estudo foi constituído de três culturas de inverno: milho (Zea mays L.), girassol (Helianthus anuus L.) e guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), que estavam em rotação sobre três sequências de verão: soja/soja (Glycine max L.), milho/milho e soja/milho, e duas posições no solo: solo aderido às raízes das plantas (SR) e solo da entrelinha de plantio (SNR). As atividades da amilase, celulase, protease e urease no SR foram 16, 85, 62 e 100 % maiores do que no SNR; para COT e proteínas totais a diferença foi de 21 %. Das culturas de inverno, o milho foi a que mais estimulou as atividades das enzimas amilase, celulase, urease e protease no SR, bem como a atividade das enzimas amilase, urease e protease no SNR. De modo geral, os teores de proteínas totais não foram influenciados pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão; os carboidratos totais foram influenciados pelas culturas de inverno milho e girassol. Para o COT houve influência apenas da sequência de verão milho/milho. Os atributos bioquímicos e químicos avaliados neste estudo podem ser utilizados como indicadores das alterações no solo promovidas pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão.

Disponibilidade de macronutrientes e rendimento de milho em latossolo fertilizado com dejeto suíno

Visando estimar a dose adequada de dejeto suíno (DS) em lavoura de milho cultivado sob plantio direto, conduziu-se por 10 anos um experimento em campo, onde foram avaliados os atributos químicos do solo e o rendimento da cultura em resposta a aplicações anuais dos tratamentos: DS nas doses de 0, 25, 50, 100 e 200 m³ ha-1; adubo solúvel (AS); e DS mais adubo solúvel (DS+AS). O DS não alterou o pH do solo, porém, em doses a partir de 100 m³ ha-1, aumentou os teores de Ca+2 e de P e K do solo, na camada de 0-5 cm, e diminuiu o teor de Al+3 na camada de 20-40 cm. Na camada de 0-5 cm, o AS diminuiu o pH e aumentou o teor de Al3+ no solo em relação aos demais tratamentos. O rendimento médio anual de milho respondeu às doses de DS seguindo o modelo quadrático, no qual a dose de 84 m³ ha-1 possibilitou a obtenção de 90 % do valor máximo. O DS aplicado anualmente na superfície do solo não altera o pH, mas em doses maiores que 50 m³ ha-1, em geral, aumenta a disponibilidade de nutrientes nos 5 cm superficiais do solo.

Aluminum in corn plants: influence on growth and morpho-anatomy of root and leaf

Aluminum (Al) toxicity is one of the most limiting factors for productivity. This research was carried out to assess the influence of Al nutrient solution on plant height, dry weight and morphoanatomical alterations in corn (Zea mays L.) roots and leaves. The experiment was conducted in a greenhouse with five treatments consisting of Al doses (0, 25, 75, 150, and 300 µmol L-1) and six replications. The solutions were constantly aerated, and the pH was initially adjusted to 4.3. The shoot dry matter, root dry matter and plant height decreased significantly with increasing Al concentrations. Compared to the control plants, it was observed that the root growth of corn plants in Al solutions was inhibited, there were fewer lateral roots and the development of the root system reduced. The leaf anatomy of plants grown in solutions containing 75 and 300 µmol L-1 Al differed in few aspects from the control plants. The leaf sheaths of the plants exposed to Al had a uniseriate epidermis coated with a thin cuticle layer, and the cells of both the epidermis and the cortex were less developed. In the vascular bundle, the metaxylem and protoxylem had no secondary walls, and the diameter of both was much smaller than of the control plants.

Legumes and forage species sole or intercropped with corn in soybean-corn succession in midwestern Brazil

The feasibility of no-tillage in the Cerrado (Savanna-like vegetation of Brazil) depends on the production of sufficient above-ground crop residue, which can be increased by corn-forage intercropping. This study evaluated how above-ground crop residue production and yields of soybean and late-season corn in a soybean-corn rotation were influenced by the following crops in the year before soybean: corn (Zea mays L.) intercropped with Brachiaria (Urochloa) brizantha cv. Marandu, B. decumbens cv. Basilisk, B. ruziziensis, cv. comum., Panicummaximum cv. Tanzânia, sunn hemp (Crotalaria juncea L.), pigeon pea [Cajanus cajan (L.) Millsp]; sole corn, forage sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench (cv. Santa Elisa)], and ruzi grass. In March 2005, corn and forage species were planted in alternate rows spaced 0.90 m apart, and sole forage species were planted in rows spaced 0.45 m apart. In October 2005, the forages were killed with glyphosate and soybean was planted. After the soybean harvest in March 2006, sole late-season corn was planted in the entire experimental area. Corn grain and stover yields were unaffected by intercropping. Above-ground crop residue was greater when corn was intercropped with Tanzania grass (10.7 Mg ha-1), Marandu (10.1 Mg ha-1), and Ruzi Grass (9.8 Mg ha-1) than when corn was not intercropped (4.0 Mg ha-1). The intercropped treatments increased the percentage of soil surface covered with crop residue. Soybean and corn grain yields were higher after sole ruzi grass and intercropped ruzi grass than after other crops. The intercropping corn with Brachiaria spp. and corn with Panicum spp. increases above-ground crop residue production and maintains nutrients in the soil without reducing late-season corn yield and the viability of no-till in the midwestern region of Brazil.

Extractants to assess zinc phytoavailability in mineral fertilizer and industrial by-products

Efficient analytical methods for the quantification of plant-available Zn contained in mineral fertilizers and industrial by-products are fundamental for the control and marketing of these inputs. In this sense, there are some doubts on the part of the scientific community as well as of the fertilizer production sector, whether the extractor requested by the government (Normative Instruction No. 28, called 2nd extractor), which is citric acid 2 % (2 % CA) (Brasil, 2007b), is effective in predicting the plant availability of Zn via mineral fertilizers and about the agronomic significance of the required minimal solubility of 60 % compared to the total content (HCl) (Brasil, 2007a). The purpose of this study was to evaluate the alternative extractors DTPA, EDTA, neutral ammonium citrate (NAC), buffer solution pH 6.0, 10 % HCl, 10 % sulfuric acid, 1 % acetic acid, water, and hot water to quantify the contents of Zn available for maize and compare them with indices of agronomic efficiency of fertilizers and industrial by-products when applied to dystrophic Clayey Red Latosol and Dystrophic Alic Red Yellow Latosol with medium texture. The rate of Zn applied to the soil was 5 mg kg-1, using the sources zinc sulfate, commercial granular zinc, ash and galvanic sludge, ash and two brass slags. Most Zn was extracted from the sources by DTPA, 10 % HCl, NAC, 1% acetic acid, and 10 % sulfuric acid. Recovery by the extractors 2 % CA, EDTA, water, and hot water was low. The agronomic efficiency index was found to be high when using galvanic sludge (238 %) and commercial granular zinc (142 %) and lower with brass slag I and II (67 and 27 %, respectively). The sources galvanizing ash and brass ash showed solubility lower than 60 % in 2 % CA, despite agronomic efficiency indices of 78 and 125 %, respectively. The low agronomic efficiency index of industrial by-products such as brass slag I and galvanizing ash can be compensated by higher doses, provided there is no restriction, as well as for all other sources, in terms of contaminant levels of arsenic, cadmium, chromium, lead, and mercury as required by law (Normative Instruction No 27/2006). The implementation of 2nd extractor 2 % CA and the requirement of minimum solubility for industrial by-products could restrict the use of alternative sources as potential Zn sources for plants.

Produtividade do milho em condições de diferentes manejos do solo e de doses de nitrogênio

Pesquisas têm sido desenvolvidas buscando identificar a melhor dose de N para o milho nos mais diferenciados sistemas de manejo do solo. Contudo, não há ainda concordância quanto aos resultados, pois a dinâmica desse nutriente é influenciada pelo manejo do solo e pelas coberturas vegetais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes em coberturas vegetais e produtividade do milho em sucessão, submetidos a diferentes manejos do solo e de doses de N. Os experimentos foram conduzidos no município de Selvíria, MS, durante os anos agrícolas 2009/2010 e 2010/2011, sob Latossolo Vermelho distrófico típico argiloso. Foram estabelecidos 36 tratamentos com quatro repetições, em blocos casualizados, resultantes da combinação de coberturas vegetais (milheto, Crotalaria juncea e milheto + Crotalaria juncea), manejo do solo (preparo com escarificador + grade "leve", grade "pesada" + grade "leve" e sistema plantio direto) e doses de N em cobertura (0, 60, 90 e 120 kg ha-1 - ureia como fonte). O híbrido de milho utilizado foi o DKB 350 YG® e o N, aplicado no estádio V5 (quinta folha expandida). Ocorreu incremento linear do índice de clorofila foliar, teor de N foliar, comprimento e diâmetro de espiga, massa de 1.000 grãos e produtividade, com o aumento nas doses de N em cobertura. A utilização de crotalária e de milheto + crotalária como antecessoras, associada à aplicação de 120 kg ha-1 de N em cobertura, proporcionou maior produtividade do milho após dois anos agrícolas.

Coberturas vegetais, manejo do solo, doses de nitrogênio e seus efeitos na nutrição mineral e nos atributos agronômicos do milho

Pesquisas são desenvolvidas buscando identificar a melhor dose de N para o milho nos mais diferenciados sistemas de manejo do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de coberturas vegetais, os sistemas de manejo do solo e as doses de N em cobertura sobre a produção de matéria seca, nutrição mineral, quebramento e altura de planta e inserção de espiga do milho. Os experimentos foram conduzidos no município de Selvíria, MS, durante os anos agrícolas 2009/2010 e 2010/2011, em Latossolo Vermelho distrófico típico argiloso (20º 20' S e 51º 24' W, com altitude de 340 m). Foram estabelecidos 36 tratamentos com quatro repetições, em blocos casualizados, resultantes da combinação entre coberturas vegetais (milheto, Crotalaria juncea e milheto + Crotalaria juncea), manejo do solo (preparo com escarificador + grade "leve", grade "pesada" + grade "leve" e sistema plantio direto) e doses de N em cobertura (0, 60, 90 e 120 kg ha-1 - utilizando-se ureia como fonte). O híbrido de milho utilizado foi o DKB 350 YG® e o N, aplicado no estádio V5 (quinta folha expandida). O cultivo de crotalária e de milheto + crotalária, como antecessoras, resultou em maior massa de matéria seca da parte aérea, teor de P foliar e quantidade de N, P e K acumulada. O sistema plantio direto proporcionou maior população inicial e final de plantas e matéria seca de parte aérea e menor altura de planta e de espiga. A aplicação de 120 kg ha-1 de N em cobertura proporcionou maior teor de P foliar, teores de N e de P na planta inteira, matéria seca de parte aérea, quantidade de N, P e K acumulada, altura de planta e de inserção de espiga do milho.