Orchid growth and nutrition in response to mineral and organic fertilizers

Orchid fertilization is fundamental for a satisfactory plant growth and development for commercial orchid production as well as in collections. Mineral and/or organic sources can be used for fertilization. The objective of this study was to evaluate the effect of the use of organic and/or mineral fertilizers on the nutrition and growth of orchid (Laelia purpurata 'werkhanserii' x L. lobata 'Jeni') seedlings in greenhouse. The following fertilizers were tested: an NPK fertilizer + micronutrients; a Ca source in the form of calcium nitrate; two organic fertilizers, one prepared with a mixture of bone meal, castor meal and ash, and a similar commercial fertilizer. The organic fertilizers were distributed on the surface of the pots every two months and the minerals were applied weekly to the substrate in 25 mL aliquots of a solution containing 1 g L-1 of the respective fertilizer. The plant response to the application of mineral together with organic fertilizer was better, with higher dry matter production than by the isolated application of each fertilizer (organic or mineral). The treatments with calcium nitrate + NPK fertilizer did not differ significantly from the use of NPK fertilizer, probably due to the S deficiency detected in a mineral analysis of the tissues. Commercial organic fertilizer had a very elevated B level, leading to toxicity symptoms, reduced growth and necrotized tips of the older leaves in all fertilized treatments.

Mobilidade de P, Cu e Zn em colunas de solo sob sistema de semeadura direta submetido às adubações mineral e orgânica

A retenção, no perfil do solo, de elementos minerais aplicados em sua superfície é fundamental para a manutenção da qualidade da água. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de dejeto líquido de suíno e adubo mineral na lixiviação do P, Cu e Zn em colunas indeformadas de solo (25 cm de altura e 20,3 cm de diâmetro) retiradas de uma área de Latossolo Vermelho eutroférrico típico sob semeadura direta. A água foi aplicada nas colunas de forma ininterrupta, na quantidade correspondente a três volumes da porosidade total do solo (10.020 cm³), sendo a coleta e análise dos elementos subdivididas em cinco frações. Cada volume de poros (3.340 cm³) corresponde a um turno de água percolada, e o primeiro volume foi fracionado em três coletas. A concentração dos elementos no solo foi determinada nas camadas de 0 a 2,5, 2,5 a 10 e 10 a 20 cm. A retenção de P, Cu, e Zn no solo, em relação ao aplicado via dejeto líquido de suíno, foi de 99,6, 98,8 e 100 %, respectivamente. Para o P aplicado via adubo mineral, a retenção foi de 89,7 %. Independentemente do tipo de adubo, as concentrações de P, Cu e Zn no solo foram maiores na camada de 0 a 2,5 cm. Esses resultados indicam o baixo potencial de lixiviação desses elementos, o que sugere ser importante o uso de práticas de manejo e conservação do solo e da água que proporcionem a contenção e a infiltração do escoamento superficial.

Eficiência de adubação de batatinha com esterco e N mineral (15N) e efeito residual no cultivo do milheto

Os solos arenosos utilizados para o cultivo da batatinha (Solanum tuberosum) no agreste da Paraíba têm baixo teor de N. Adubações anuais com esterco e N mineral, realizadas empiricamente, têm resultado na acumulação e,ou, perda de nutrientes do solo. Por esse motivo, objetivou-se determinar a eficiência do sulfato de amônio (15N) mais esterco na adubação da batatinha e do efeito residual dessa adubação na produção e absorção de N pelo milheto (Pennisetum glaucum) cultivado em sequência. Em experimento de campo em Neossolo regolítico, foi comparada a combinação de 16 t ha-1 de esterco + 80 kg ha-1 de N, utilizada mais frequentemente na região, com doses de 11 t ha-1 de esterco combinadas com 0, 40 e 80 kg ha-1 de N em aplicação única ou parcelada. O sulfato de amônio utilizado foi enriquecido em 15N (2,5 % de abundância). Em todos os tratamentos, avaliou-se a produtividade de matéria seca de tubérculos e parte aérea do milheto, assim como a composição isotópica do N nesses materiais. Demonstrou-se que a adubação tradicional é excessiva nesse solo, uma vez que a redução para 11 t ha-1 de esterco e 40 kg ha-1 de N mineral não resultou em queda de produtividade das culturas; no entanto, houve queda com a aplicação isolada de esterco. O milheto recuperou grande parte do N mineral adicionado à batatinha e mostrou ser uma alternativa como forrageira em condições de semiárido.

Mobilidade de íons em solo sob sistema de semeadura direta submetido às adubações mineral e orgânica¹

A retenção, no perfil do solo, de elementos minerais aplicados em sua superfície é fundamental para manter a qualidade da água e diminuir prejuízos econômicos e ambientais. Este trabalho avaliou a mobilidade do K, Ca, Mg, teores de Al e matéria orgânica, as alterações de pH, em Latossolo Vermelho eutroférrico cultivado sob sistema de semeadura direta, bem como a demanda química de oxigênio (DQO) da água de percolação. A mobilidade foi medida em colunas de solo com estrutura preservada e submetidas a adubação mineral (100 kg ha-1) ou orgânica (150 m³ ha-1). Com uso de adubo mineral houve maior lixiviação de K, Ca e Mg, mesmo com maior quantidade de K aplicado via adubo orgânico do que via adubo mineral. A DQO da água percolada no sistema com adubação orgânica foi menor do que com adubação mineral. Os teores de Ca2+ e de Mg2+ foram maiores na camada de 0 a 2,5 cm, principalmente para a adubação orgânica. O adubo orgânico não aumentou o teor de matéria orgânica no solo, porém, na camada de 0 a 2,5 cm, elevou o pH do solo em uma unidade e neutralizou o Al3+. Os resultados deste trabalho mostram o efeito depurador do solo sobre águas contaminadas, evidenciando os benefícios econômicos e ambientais que poderão advir com a infiltração no solo da água de enxurrada que venha a se formar em lavouras.

Selenato e selenito na produção, nutrição mineral e biofortificação com selênio em cultivares de alface¹

O selênio (Se) é um importante elemento ligado a processos fisiológicos na planta, microrganismos, animais e seres humanos. No entanto, para as plantas, seu modo de ação e sua essencialidade são ainda motivos de controvérsia. No Brasil, é relevante a falta de informações sobre o Se nas culturas agrícolas, havendo ainda indicativo de baixa ingestão desse elemento pela população. Assim, este estudo objetivou avaliar a influência da aplicação de selenato e selenito na biofortificação com Se e o efeito dessas formas de Se nos teores de macro e micronutrientes em cultivares de alface. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 3 x 2, sendo cinco cultivares de alface (Maravilha de Verão, Rafaela, Great Lakes, Veneranda e Vera), três concentrações de Se (0, 10 e 20 μmol L-1) e duas formas de Se (selenato e selenito), com quatro repetições. Os resultados encontrados mostram que, para o cultivo de alface em solução nutritiva, o selenato foi mais indicado para a biofortificação com Se, enquanto o selenito mostrou ser mais tóxico. A aplicação do selenato resultou em aumento no teor de S na parte aérea, enquanto o selenito reduziu o teor de P, e ambas as formas de Se diminuíram os teores de micronutrientes. Entre as cultivares de alface, não se observou variação genotípica para o teor de Se, e pequena variação foi verificada para produção de matéria seca da parte aérea e teores de S, Mg, Mn e Fe.

Influence of organic-mineral fertilization of an oxisol on soil chemical properties and Bracharia brizantha production

The use of organic-mineral fertilizer produced by the manufacturing industry of lysine and threonine amino acids can improve the fertility of tropical soils. The objective of this study was to evaluate the influence of different doses of the organic-mineral fertilizer named Ajifer L-14 on chemical properties and on the response with increased production of a forage on a Red Latosol in the northwestern region of São Paulo State, Brazil. A randomized block design was used with seven treatments and four replications. The treatments consisted of: T1- control (without application of Ajifer L-14); T2- control (natural vegetation); T3- mineral fertilization according to crop requirements and soil analysis (application of 1.35 kg plot-1 of urea, 2.20 single superphosphate, and 0.51 KCl, corresponding to 60 of N, 40 P2O5 and 30 kg ha-1 of K2O); T4- fertilization with Ajifer L-14 according to the recommendation resulting from the soil chemical analysis (40 L plot-1, corresponding to 60 kg ha-1 N); T5- fertilization with Ajifer L-14, at a rate of 150 % of the recommended values (60 L plot-1, corresponding to 90 kg ha-1 N); T6- fertilization with Ajifer L-14 at a rate of 50 % of the recommended values (20 L plot-1, corresponding to 30 kg ha-1 N); T7- fertilization with Ajifer L-14 at a rate of 125 % of the recommended values (50 L plot-1, corresponding to 75 kg ha-1 N); T8- fertilization with Ajifer L-14 at a rate of 75 % of the recommended values (30 L plot-1, corresponding to 45 kg ha-1 N). The following soil chemical properties were evaluated (layers 0.0-0.1 and 0.1-0.2 m): P, organic matter, pH, K+, Ca2+, Mg2+, cation exchange capacity, potential acidity, and base saturation. The application of this organic-mineral fertilizer does not influence the soil chemical properties. Regression analysis indicated a polynomial relationship between the application rates of organic-mineral fertilizer and the production of dry matter and crude protein of Bracharia Brizantha.

Physical properties and particle-size fractions of soil organic matter in crop-livestock integration

Crop-livestock integration represents an interesting alternative of soil management, especially in regions where the maintenance of cover crops in no-tillage systems is difficult. The objective of this study was to evaluate soil physical and chemical properties, based on the hypothesis that a well-managed crop-livestock integration system improves the soil quality and stabilizes the system. The experiment was set up in a completely randomized design, with five replications. The treatments were arranged in a 6 x 4 factorial design, to assess five crop rotation systems in crop-livestock integration, and native forest as reference of soil undisturbed by agriculture, in four layers (0.0-0.05; 0.05-0.10; 0.10-0.15 and 0.15-0.20 m). The crop rotation systems in crop-livestock integration promoted changes in soil physical and chemical properties and the effects of the different systems were mainly detected in the surface layer. The crops in integrated crop-livestock systems allowed the maintenance of soil carbon at levels equal to those of the native forest, proving the efficiency of these systems in terms of soil conservation. The systems influenced the environmental stability positively; the soil quality indicator mineral-associated organic matter was best related to aggregate stability.

Mineralogy of the clay fraction of alfisols in two slope curvatures: IV - spatial correlation with physical properties

Although the influence of clay mineralogy on soil physical properties has been widely studied, spatial relationships between these features in Alfisols have rarely been examined. The purpose of this work was to relate the clay minerals and physical properties of an Alfisol of sandstone origin in two slope curvatures. The crystallographic properties such as mean crystallite size (MCS) and width at half height (WHH) of hematite, goethite, kaolinite and gibbsite; contents of hematite and goethite; aluminium substitution (AS) and specific surface area (SSA) of hematite and goethite; the goethite/(goethite+hematite) and kaolinite/(kaolinite+gibbsite) ratios; and the citrate/bicarbonate/dithionite extractable Fe (Fe d) were correlated with the soil physical properties through Pearson correlation coefficients and cross-semivariograms. The correlations found between aluminium substitution in goethite and the soil physical properties suggest that the degree of crystallinity of this mineral influences soil properties used as soil quality indicators. Thus, goethite with a high aluminium substitution resulted in large aggregate sizes and a high porosity, and also in a low bulk density and soil penetration resistance. The presence of highly crystalline gibbsite resulted in a high density and micropore content, as well as in smaller aggregates. Interpretation of the cross-semivariogram and classification of landscape compartments in terms of the spatial dependence pattern for the relief-dependent physical and mineralogical properties of the soil proved an effective supplementary method for assessing Pearson correlations between the soil physical and mineralogical properties.

Lead and zinc in the structure of organic and mineral soil components

In addition to the more reactive forms, metals can occur in the structure of minerals, and the sum of all these forms defines their total contents in different soil fractions. The isomorphic substitution of heavy metals for example alters the dimensions of the unit cell and mineral size. This study proposed a method of chemical fractionation of heavy metals, using more powerful extraction methods, to remove the organic and different mineral phases completely. Soil samples were taken from eight soil profiles (0-10, 10-20 and 20-40 cm) in a Pb mining and metallurgy area in Adrianópolis, Paraná, Brazil. The Pb and Zn concentrations were determined in the following fractions (complete phase removal in each sequential extraction): exchangeable; carbonates; organic matter; amorphous and crystalline Fe oxides; Al oxide, amorphous aluminosilicates and kaolinite; and residual fractions. The complete removal of organic matter and mineral phases in sequential extractions resulted in low participation of residual forms of Pb and Zn in the total concentrations of these metals in the soils: there was lower association of metals with primary and 2:1 minerals and refractory oxides. The powerful methods used here allow an identification of the complete metal-mineral associations, such as the occurrence of Pb and Zn in the structure of the minerals. The higher incidence of Zn than Pb in the structure of Fe oxides, due to isomorphic substitution, was attributed to a smaller difference between the ionic radius of Zn2+ and Fe3+.

Spectroscopic quantification of soil phosphorus forms by 31p-nmr after nine years of organic or mineral fertilization

Long-standing applications of mineral fertilizers or types of organic wastes such as manure can cause phosphorus (P) accumulation and changes in the accumulated P forms in the soil. The objective of this research was to evaluate the forms of P accumulated in soils treated with mineral fertilizer or different types of manure in a long-term experiment. Soil was sampled from the 0-5 cm layer of plots fertilized with five different nutrient sources for nine years: 1) control without fertilizer; 2) mineral fertilizer at recommended rates for local conditions; 3) 5 t ha-1 year-1 of moist poultry litter; 4) 60 m³ ha-1 year-1 of liquid cattle manure and 5) 40 m³ ha-1 year-1 of liquid swine manure. The 31P-NMR spectra of soil extracts detected the following P compounds: orthophosphate, pyrophosphate, inositol phosphate, glycerophosphate, and DNA. The use of organic or mineral fertilizer over nine years did not change the soil P forms but influenced their concentration. Fertilization with mineral or organic fertilizers stimulated P accumulation in inorganic forms. Highest inositol phosphate levels were observed after fertilization with any kind of manure and highest organic P concentration in glycerophosphate form in after mineral or no fertilization.

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.

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.

Reserva mineral de potássio em Latossolo cultivado com Pinus taeda L.

No Brasil, aproximadamente 1,87 milhões de hectares são plantados com as espécies de Pinus, normalmente em solos pobres quimicamente. Os objetivos deste trabalho foram estudar a mineralogia das frações areia, silte e argila e estimar a reserva mineral de K por diferentes métodos de extrações químicas em solo naturalmente pobre nesse nutriente e cultivado com Pinus taeda L., no Segundo Planalto Paranaense. Foram selecionadas cinco árvores com maior diâmetro (árvores dominantes), em uma área de 500 m², para abertura de uma trincheira (1,6 m) na projeção da copa de cada árvore. Todos os perfis foram classificados como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico e apresentaram similaridade na morfologia e na sequência dos horizontes, cujas profundidades médias foram: O = 0,04 m, A1 = 0-0,09 m, A2 = 0,09-0,24 m, BA = 0,24-0,43 m, B1 = 0,43-0,66 m e B2 = 0,66-1,60+ m. As amostras coletadas em cada horizonte foram submetidas a análises físicas (granulometria) e químicas (pH, carbono orgânico, acidez potencial, Al3+ e bases trocáveis, P disponível, K total e não trocável), e as frações areia, silte e argila foram estudadas por difratometria de raios-X (DRX). As frações areia e silte dos solos apresentaram mineralogia bastante uniforme, com predomínio absoluto de quartzo e apenas ocorrência de discretas reflexões de mica por DRX. A fração argila também apresentou limitada ocorrência de minerais micáceos. Os tratamentos sequenciais para remoção de óxidos de Fe, gibbsita e caulinita foram eficientes para concentração de mica na fração argila, o que facilitou a identificação de biotita e muscovita por DRX. Os baixos teores de K não trocável obtidos com diferentes concentrações de HNO3 fervente (máximo de 91 mg kg-1) e de K total extraído com HF concentrado (máximo de 202,7 mg kg-1) foram consistentes com a pobreza das frações do solo em minerais primários, fontes desse nutriente. As correlações positivas e significativas entre os teores não trocáveis de K no solo e os teores e conteúdos do nutriente nas árvores indicaram a importância de formas de reservas do nutriente na nutrição da espécie em solos altamente intemperizados e pobres em K trocável.

Paragênese mineral de solos desenvolvidos de diferentes litologias na região sul de Minas Gerais

Estudos sistemáticos sobre os fatores de formação do solo são relativamente escassos no Brasil, em razão da dificuldade de amostrar vários níveis de um fator, mantendo os demais constantes. A região de Lavras, MG, possui grande diversidade geológica em uma área pequena, o que possibilita avaliar o controle exercido por diferentes litologias na mineralogia e nas demais características do solo. Foram selecionados oito solos embasados sobre quartzito, mica-xisto, gabro, itabirito, serpentinito, metacalcário, gnaisse e filito, em condições semelhantes de vegetação (floresta tropical semidecidual), relevo (terço médio de encosta) e clima. Após a descrição dos perfis, coletaram-se amostras dos horizontes e das rochas, e realizaram-se análises físicas e químicas de rotina, composição química total e mineralogia da rocha, da areia e da argila do solo. Todos os solos são pobres em bases trocáveis (exceto o Argissolo sobre itabirito), e notou-se grande variação na composição granulométrica, mineralógica e química. Os teores de Al2O3, SiO2 e Fe2O3 presentes nas rochas não evidenciaram correlação com os respectivos teores nos solos derivados, enquanto o teor de Fe2O3 foi fortemente correlacionado à densidade de partículas e suscetibilidade magnética. Apesar de evidências de material parcialmente alóctone em alguns casos, pôde-se notar forte influência da litologia subjacente na paragênese mineralógica. Os solos foram genericamente agrupados em: cauliníticos com minerais 2:1 (Argissolos sobre mica-xisto e itabirito; e Cambissolo sobre quartzito), cauliníticos (Argissolos sobre gnaisse e filito) e oxídicos (Latossolos sobre metacalcário e gabro; e Plintossolo sobre serpentinito). Os processos de monossialitização e alitização predominam na região, sendo respectivamente associados a rochas com valores intermediários e baixos em sílica, enquanto a presença de minerais 2:1 é acessória à caulinita e parece depender da presença de mica e altos teores de sílica na rocha de origem.

Influence of mineral fertilization on edaphic fauna in Acacia auriculiformis (A. Cunn) plantations

Fertilization and/or the accumulation of organic matter from plant residues can influence the composition of soil and litter community. The goal of this study was to evaluate the effects of P and K fertilization on total faunal and nematode faunal composition and richness in plant litter and soil for 360 days in an area reforested with Acacia auriculiformis (A. Cunn), located in the municipality of Conceição de Macabu in the State of Rio de Janeiro. For each treatment (fertilized and unfertilized plots), samples of litter and soil (to a depth of 5 cm) were collected and transferred into a Berlese-Tüllgren funnels for the extraction of fauna. Mesofauna and macrofauna were quantified, and the major taxa identified. Nematodes were extracted by centrifugal flotation in sucrose solution and identified according to feeding habits. Density (number of individuals m-2) of total fauna, microphages, social insects and saprophages varied significantly per treatment and sampling time in both litter and soil. The total number of individuals collected was 5,127, and the total number of nematodes 894. Phosphorus and potassium fertilization resulted in an increase in total fauna density and richness in the litter due to an increased abundance of social insects, saprophages and herbivores. In the soil, fertilization increased the saprophage and predator densities. Saprophages were the predominant taxa in the litter, while social insects (Formicidae) prevailed in the soil. Litter nematode populations were favored by mineral fertilization. Bacteriophages were the predominant nematode group in both litter and soil.