Vascular Response of Ruthenium Tetraamines in Aortic Ring from Normotensive Rats

Background: Ruthenium (Ru) tetraamines are being increasingly used as nitric oxide (NO) carriers. In this context, pharmacological studies have become highly relevant to better understand the mechanism of action involved. Objective: To evaluate the vascular response of the tetraamines trans-[RuII(NH3)4(Py)(NO)]3+, trans-[RuII(Cl)(NO) (cyclan)](PF6)2, and trans-[RuII(NH3)4(4-acPy)(NO)]3+. Methods: Aortic rings were contracted with noradrenaline (10−6 M). After voltage stabilization, a single concentration (10−6 M) of the compounds was added to the assay medium. The responses were recorded during 120 min. Vascular integrity was assessed functionally using acetylcholine at 10−6 M and sodium nitroprusside at 10−6 M as well as by histological examination. Results: Histological analysis confirmed the presence or absence of endothelial cells in those tissues. All tetraamine complexes altered the contractile response induced by norepinephrine, resulting in increased tone followed by relaxation. In rings with endothelium, the inhibition of endothelial NO caused a reduction of the contractile effect caused by pyridine NO. No significant responses were observed in rings with endothelium after treatment with cyclan NO. In contrast, in rings without endothelium, the inhibition of guanylate cyclase significantly reduced the contractile response caused by the pyridine NO and cyclan NO complexes, and both complexes caused a relaxing effect. Conclusion: The results indicate that the vascular effect of the evaluated complexes involved a decrease in the vascular tone induced by norepinephrine (10−6 M) at the end of the incubation period in aortic rings with and without endothelium, indicating the slow release of NO from these complexes and suggesting that the ligands promoted chemical stability to the molecule. Moreover, we demonstrated that the association of Ru with NO is more stable when the ligands pyridine and cyclan are used in the formulation of the compound.

Balanço da adubação nitrogenada sólida e fluida de cobertura na cultura de milho, em sistema plantio direto no Triângulo Mineiro (MG)

Foi desenvolvido um experimento com as fontes uréia e uran aplicadas superficialmente ou incorporadas (5-7 cm) na cobertura nitrogenada de milho, no sistema plantio direto, com o objetivo de efetuar, na colheita, um balanço do N-uréia (15N) e quantificar as perdas por volatilização de N-NH3 nesses tratamentos, assim como nos adicionais, testemunha e misturas de uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), na formulação 6-0-9 (N-P2O5-K2O), aplicadas somente em superfície. Os tratamentos originaram-se de um fatorial 1 + (2 x 2) + 2, sendo a testemunha + o fatorial 2 x 2 (duas fontes; uréia e uran x duas formas de localização) + dois tratamentos adicionais, misturas uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. O ensaio foi realizado em Latossolo Vermelho-Escuro muito argiloso fase cerrado relevo plano, no Centro de Pesquisa Novartis - Seeds do município de Uberlândia (MG). Cerca de 100 kg ha-1 de N foram aplicados no estádio fenológico de seis a oito folhas. Após 26 dias da adubação, as perdas acumuladas de N-NH3 nos tratamentos em superfície foram de 54, 41, 17 e 14% do N aplicado, para uréia, uréia + KCl, uran e uran + KCl, respectivamente. Quando a uréia e o uran foram incorporados ao solo, as perdas acumuladas de N-NH3 foram de 5,0 e 3,5% do N aplicado, respectivamente. Na colheita, o N da uréia absorvido pela planta (raízes + colmos + folhas + grãos) foi de 19,9 kg ha-1 (20,8% do N aplicado) e de 29,5 kg ha-1 (29,5% do N aplicado), quando aplicado na superfície e incorporado, respectivamente. O N-uréia do uran absorvido pela planta foi de 11,4 kg ha-1 (26,1% do N aplicado) e de 11,7 kg ha-1 (26,8% do N aplicado), quando aplicado na superfície ou incorporado, respectivamente. O N da uréia imobilizado na camada de 0-45 cm de profundidade foi, em média, de 9,9 kg ha-1 (10,0% do N aplicado), da aplicação superficial ou incorporada, e do N-uréia do uran foi de 3,3 kg ha-1 (7,6% do N aplicado). O N-mineral no solo derivado do N da uréia e do N-uréia do uran aplicados na superfície, no perfil de 0-150 cm, foi, respectivamente, de 2,4 e 3,2%, e de 5,9 e 2,5%, com as fontes incorporadas. No balanço global de N, em média, 13,7 e 50,3% do N da uréia não foram recuperados no sistema solo-planta, respectivamente, para a aplicação superficial ou incorporada; para o N-uréia do uran, obtiveram-se, respectivamente, 47,7 e 57,6%.

Controle da volatilização de amônia em compostagem, mediante adição de gesso agrícola e superfosfatos com diferentes níveis de acidez residual

Tem sido recomendada a adição de superfosfato simples ou gesso agrícola nas pilhas de estercos e de outros resíduos orgânicos, com a finalidade de reduzir as perdas de amônia por volatilização durante a compostagem. Experimentos, contudo, têm mostrado resultados divergentes, quando avaliam a eficiência desses produtos e as doses em que devem ser aplicados. É provável que variações na acidez residual do gesso e do superfosfato simples possam explicar essas divergências. Para verificar essa hipótese, realizou-se um experimento, utilizando, como aditivos, o gesso agrícola, o superfosfato simples e o superfosfato triplo, cada um com dois valores de acidez residual (respectivamente, 0,13 e 0,20%; 7,02 e 2,36%; 2,38 e 1,86%). Em frascos de vidro de 1,6 litro de capacidade, foram colocados 10 g de substrato orgânico obtido por mistura de quantidades iguais, em massa, de estercos secos e frescos de galinha e de gado. Os aditivos foram misturados ao substrato em doses equivalentes a 0, 50, 100, 150 e 200 kg t-1. A quantidade de amônia perdida por volatilização foi determinada aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias, coletando-se o gás em solução de ácido sulfúrico encerrada em pequeno recipiente colocado no interior do frasco e titulando-se o ácido remanescente após o período de exposição à amônia, com solução de NaOH 0,01 mol L-1. As amostras de gesso agrícola estudadas não se mostraram eficientes em reduzir a volatilização de amônia da mistura de estercos. O superfosfato simples diminuiu a volatilização de NH3 em até 4,8 vezes, tendo sido a amostra com maior acidez residual a mais eficiente. O superfosfato triplo foi o aditivo mais eficiente no controle da volatilização de NH3, quando aplicado em doses baixas, igualando-se ao superfosfato simples na maior dose. Aparentemente, a ação dos aditivos deveu-se à formação de compostos amoniacais mais estáveis por meio de reações do gás NH3 com ácidos e, ou, fosfato monocálcico presentes naqueles produtos.

Influência da mistura de sulfato de amônio com uréia sobre a volatilização de nitrogênio amoniacal

Com o objetivo de avaliar a influência da mistura de sulfato de amônio com uréia sobre a volatilização de nitrogênio amoniacal (N-NH3), realizou-se um experimento em laboratório climatizado do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas (ESALQ/USP). Em um delineamento inteiramente casualizado, foram utilizados cinco tratamentos com cinco repetições. Cada tratamento foi obtido pela mistura de uréia (330 mg) com sulfato de amônio (0, 75, 150, 225 e 300 mg). As misturas de fertilizantes foram aplicadas na superfície do solo (Latossolo Vermelho distrófico, textura média/arenosa) contido em recipientes plásticos de 400 cm³. O N-NH3, volatilizado aos 3, 8, 15 e 23 dias da incubação, foi coletado em recipiente com ácido sulfúrico e indicador alaranjado de metila. Variáveis que influenciam a qualidade da mistura de fertilizantes, como higroscopicidade, granulometria e ângulo de repouso, também foram avaliadas. A volatilização do N-NH3 depende do pH do solo. A mistura de uréia (330 mg) com sulfato de amônio (300 mg) reduziu significativamente as perdas de N-NH3 sem afetar a qualidade da mistura em relação aos atributos físico-químicos avaliados, apresentando eficiência técnica e agronômica para o fim proposto.

Dinâmica de nitrogênio em lodo de esgoto sob condições de estocagem

Este estudo teve como objetivo avaliar os teores de N-total, N-NH4+, N-NO3- e pH em colunas de lodo de esgoto anaeróbio alcalinizado e na solução percolada, simulando condições reais de armazenamento. O experimento foi desenvolvido em campo, no município de Curitiba (PR), em clima Cfb e pluviosidade de 197 mm durante o período de incubação, que correspondeu a 48 dias. Os fatores testados foram: três tipos de lodo (lodo alcalinizado coberto - LCC; lodo alcalinizado descoberto - LCD, e lodo bruto descoberto - LBD), quatro intervalos de incubação (0; 15; 27; e 48 dias) e cinco profundidades na coluna (0-5; 5-20; 20-50; 50-80; e composta 0-80 cm), com quatro repetições. O líquido percolado foi avaliado no 1º, 5º, 9º, 13º, 27º, 36º e 48º dia. A alcalinização (CaO) foi realizada à proporção de 50 % da matéria seca (MS) do lodo. A cobertura (vedação com lona plástica e tampo de amianto em LCC) teve a finalidade de conter a volatilização de gases, especialmente amônia (NH3). As condições do meio ocasionadas pela alcalinização do lodo reduziram significativamente a intensidade de mineralização de N e a nitrificação. Os lodos brutos e alcalinizados em condição de estocagem apresentaram perdas consideráveis de N-NH4+ e N-org. Os efeitos diluição, volatilização de NH3 e lixiviação organomineral conseqüentes da alcalinização (50 % MS lodo) reduziram os teores de N-total em até 50 %. O processo de alcalinização potencializou perdas de N por meio da volatilização de NH3 e lixiviação de N-NH4+. Entretanto, a cobertura reduziu as perdas de N sob a forma de NH3.

Produtividade da cana-de-açúcar relacionada à localização de adubos nitrogenados aplicados sobre os resíduos culturais em canavial sem queima

O conhecimento agronômico a respeito do manejo adequado de canaviais sem queima da palha, ainda é limitado, principalmente, no que se refere à adubação nitrogenada. O experimento foi desenvolvido em campo, com o objetivo de avaliar a produtividade e o balanço de 15N-fertilizantes no sistema solo-planta-palha e a perda de NH3 por volatilização, em soqueira colhida mecanicamente sem queima, comparando-se a localização de fontes nitrogenadas aplicadas em superfície. O cultivar de cana-de-açúcar foi o SP81-3250. O delineamento experimental foi o de blocos completos inteiramente casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos constaram de quatro fontes de N: nitrato de amônio (NA), sulfato de amônio (SA), uréia (U) e uran (UA), na dose de 70 kg ha-1 de N, com aplicação sobre a palha em área total ou em faixa, dos dois lados da linha da soqueira. Nas parcelas que receberam SA e U foram instaladas microparcelas, com os fertilizantes marcados em 15N. As fontes nitrogenadas U e UA, que contêm N na forma amídica, apresentaram as maiores perdas de amônia por volatilização, especialmente quando aplicadas em faixa. As perdas de N por volatilização causaram redução na produtividade da cana-de-açúcar, porém a localização dos fertilizantes nitrogenados não influenciou a produtividade de cana. Independentemente da localização das fontes nitrogenadas, a recuperação do 15N pela cana-de-açúcar da fonte SA foi o dobro em relação à da U. A recuperação no sistema solo-planta-palha para SA e U foi de 74 e 55 %, respectivamente.

Fertilizer 15N balance in a coffee cropping system: a case study in Brazil

Knowledge about the fate of fertilizer nitrogen in agricultural systems is essential for the improvement of management practices in order to maximize nitrogen (N) recovery by the crop and reduce N losses from the system to a minimum. This study involves fertilizer management practices using the 15N isotope label applied in a single rate to determine the fertilizer-N balance in a particular soil-coffee-atmosphere system and to deepen the understanding of N plant dynamics. Five replicates consisting of plots of about 120 plants each were randomly defined within a 0.2 ha coffee plantation planted in 2001, in Piracicaba, SP, Brazil. Nine plants of each plot were separated in sub-plots for the 15N balance studies and treated with N rates of 280 and 350 kg ha-1 during 2003/2004 and 2004/2005, respectively, both of them as ammonium sulfate enriched to a 15N abundance of 2.072 atom %. Plant shoots were considered as separate parts: the orthotropic central branch, productive branches, leaves of productive branches, vegetative branches, leaves of vegetative branches and fruit. Litter, consisting of dead leaves accumulated below the plant canopy, was measured by the difference between leaves at harvest and at the beginning of the following flowering. Roots and soil were sampled down to a depth of 1.0 at intervals of 0.2 m. Samples from the isotopic sub-plots were used to evaluate total N and 15N, and plants outside sub-plots were used to evaluate dry matter. Volatilization losses of NH3 were estimated using special collectors. Leaching of fertilizer-N was estimated from deep drainage water fluxes and 15N concentrations of the soil solution at 1 m soil depth. At the end of the 2-year evaluation, the recovery of 15N applied as ammonium sulfate was 19.1 % in aerial plant parts, 9.4 % in the roots, 23.8 % in the litter, 26.3 % in the fruit and 12.6 % remaining in the 0_1.0 m soil profile. Annual leaching and volatilization losses were very small (2.0 % and 0.9 %, respectively). After two years, only 6.2 % N were missing in the balance (100 %) which can be attributed to other non-estimated compartments and experimental errors. Results show that an enrichment of only 2 % atom 15N allows the study of the partition of fertilizer-N in a perennial crop such as coffee during a period of two years.

Volatilização de amônia, lixiviação de nitrogênio e produtividade de milho em resposta à aplicação de misturas de uréia com sulfato de amônio ou com gesso agrícola

A adubação em cobertura na cultura de milho, assim como de outras culturas anuais, deve incluir N e S para acrescentar qualidade protéica à produção de grãos. Este trabalho foi desenvolvido na safra 2004/2005, na cultura de milho, na Fazenda Floresta do Lobo - Pinusplan, BR 050, km 93, município de Uberlândia (MG). O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho ácrico típico fase Cerrado subcaducifólio muito argiloso (720 g kg-1), objetivando: quantificar as perdas por volatilização de N-NH3 provenientes de algumas das misturas de grânulos utilizadas em cobertura nitrogenada na cultura de milho; determinar a distribuição, até 60 cm de profundidade de solo, do N-mineral (NH4+ e NO3-) e S-SO4(2-) após 37 e 51 dias da aplicação dos adubos em cobertura; e avaliar o efeito na produtividade de milho da aplicação de misturas de grânulos, com diferentes granulometrias e relações N:S, em relação à aplicação exclusiva, em cobertura nitrogenada, de uréia (U) e sulfato de amônio (SA). Foram instalados 11 tratamentos de adubação N:S:K em cobertura, no estádio de 5-6 folhas, em dose de 90 kg ha-1 de N, nas formas exclusivas de U e SA, em misturas físicas de U+SA granulado (U+SAgr), U+SA farelado (U+SAfa), U+Gesso granulado (U+Gesso gr) e U+Gesso em pó (U+Gesso pó), em delineamento de blocos casualizados. As perdas gasosas de N-NH3 foram em ordem decrescente, em relação ao N aplicado: U 76,8 %; U+SA Gr 37,9 %; U+SAfa 27,7 % e SAfa 7,8 %. Os teores de N-amônio e N-nitrato no solo, após 37 dias da aplicação das misturas, mostraram-se similares à testemunha (menos N), evidenciando que o N fornecido via fertilizante foi em parte absorvido pela cultura, nitrificado, lixiviado e, ou, adsorvido em maior profundidade. Aos 51 dias após a aplicação das misturas, o teor de N-mineral total do solo, estava mais evidente nas camadas de 20 a 40 cm de profundidade, indicando lixiviação de N das camadas mais superficiais. Nos tratamentos com aplicação de apenas U ou SA, essa tendência foi mais atenuada. Quanto ao S-sulfato, a camada mais superficial apresentou os menores teores em todos os tratamentos, diminuindo ainda mais na camada de 0 a 10 cm, após os 37 e 51 dias da aplicação dos fertilizantes. Os teores de S-sulfato continuaram expressivos nas camadas mais profundas. No estádio de florescimento, a análise de nutrientes na folha oposta à espiga não mostrou diferença significativa na relação N:S, assim como na parte aérea da planta. As maiores produtividades foram alcançadas pelos tratamentos de U+SAfa e U+Gesso gr, respectivamente: 10.285 kg ha-1 e 10.241 kg ha-1 de grãos. Os tratamentos com maiores produtividades ocorreram com a aplicação da U em mistura com SAfa, SAgr e Gesso gr, nas relações N:S entre 2,75 e 4,0. Esses resultados permitem concluir que a aplicação de S em cobertura pode ser realizada misturando-se U com SA ou U com Gesso gr, embora esta última tenha apresentado perdas de NH3 mais significativas.

Utilização de uréia em misturas com sulfato de amônio ou com gesso na cultura de milho

Aspectos qualitativos e quantitativos devem ser considerados na adubação nitrogenada de cobertura na cultura de milho. Este estudo teve por objetivo avaliar, nos municípios de Votuporanga (SP) e Uberlândia (MG), o efeito de diferentes misturas de grânulos, contendo N e S, na produtividade de milho. Em um Argissolo Vermelho eutrófico A moderado textura arenosa (120 g kg-1 de argila) de Votuporanga, foram estimadas as perdas por volatilização de N-NH3, das misturas de grânulos constituídas por uréia (U) e sulfato de amônio (SA), ou U e gesso agrícola, aplicadas no primeiro parcelamento de cobertura nitrogenada. Em Uberlândia, em Latossolo Vermelho ácrico típico fase Cerrado subcaducifólio muito argiloso (720 g kg-1), foram determinados a distribuição de N-inorgânico e S-sulfato em profundidade, após a aplicação das misturas em cobertura, e os custos de aplicação dessas fontes. Os experimentos foram instalados em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições, e as misturas de grânulos aplicadas em superfície, na entre linha de cultivo. Em Votuporanga, foram acompanhados dois experimentos: safra 2005/2006 e safrinha 2006. Na safra de 2005/2006, foram comparados quatro tratamentos de cobertura: testemunha, sem N, uréia+sulfato de amônio farelado (U+SAfa), uréia+gesso granulado (U+Gesso gr) e uréia+gesso em pó (U+Gesso pó), aplicados em dois parcelamentos de 45 kg ha-1 de N cada, nos estádios de cinco a seis folhas e 12 a 13 folhas. As perdas de N-NH3 volatilizado em função do N aplicado foram de 45,9, 56,6 e 61,1 % das misturas U+SAfa, U+Gesso pó e U+Gesso gr, respectivamente. A produtividade de grãos não mostrou diferença significativa entre os tratamentos, sendo, em média, de 5.362 kg ha-1. Na safrinha, uréia+sulfato de amônio granulado (U+SAgr) foi incluído nos tratamentos. Neste experimento, as misturas de grânulos foram aplicadas em doses de 50 kg ha-1 de N cada, em cobertura, nos estádios de três a quatro folhas e seis a sete folhas. A produtividade de grãos foi similar entre as fontes de U+SA e U+Gesso, sendo em média de 5.332 kg ha-1. Em Uberlândia, foram comparados os cinco tratamentos testados no experimento - safrinha de Votuporanga. As misturas de grânulos foram aplicadas em dose única de 90 kg ha-1 de N, no estádio de quatro a cinco folhas. Os maiores teores de N-mineral total foram detectados na camada de 0 a 10 cm de profundidade, em todos os tratamentos (abaixo de 3 mg dm-3), diminuindo em profundidade, enquanto o S-sulfato concentrou-se entre as camadas de 10 a 60 cm. Os tratamentos de U+Gesso e U+SA apresentaram, em média, produtividades de 11.364 e 10.300 kg ha-1 de grãos, respectivamente. O custo de aplicação de U+Gesso gr foi 27,7 % superior aos custos médios de aplicação de U+SAgr e U+SAfa, devido a seu menor teor de N, e 7,8 % superior em relação aos custos diretos totais por hectare. A mistura NK com aplicação posterior de U+Gesso pó apresentou custo de aplicação similar ao da U+Gesso gr, devido à dupla operação de aplicação do primeiro. Os resultados em ambas as regiões permitem concluir que o milho respondeu de forma similar à aplicação em cobertura das fontes mistas, U+SA e U+Gesso, independentemente da granulometria dos produtos, e que os custos de aplicação das formas U+Gesso foram superiores aos das misturas U+SA.

Ammonium chloride as nitrogen source in sugarcane harvested without burning

The great difficulty of incorporation of N fertilizers into the "green sugarcane" system causes concern and since urea is the most commonly used source, there is the risk of loosing NH3 through volatilization. For this reason, a field experiment was undertaken (in a Hapludox Typic) with the objective of evaluating the agronomic efficiency of ammonium chloride on stubble of the second ratoon (SP89 1115), as well as its residual effect on the subsequent cycle (third ratoon). The experimental design was randomized blocks with four replications. Treatments consisted of three N rates (60, 120 and 180 kg ha-1 N) in the form of NH4Cl, in addition to a control treatment without the addition of N fertilizer. The ratoon cane of the second cutting was harvested in November 2006 and the treatments were applied in December 2006. The second ratoon was harvested mechanically in November 2007 and in December 2007, 450 kg ha-1 of the NPK mixture 20-05-19 was applied, providing 90, 22 and 86 kg ha-1 N, P2O5 and K2O, respectively, for the purpose of evaluating the effect of residual-N from the treatments implanted in December 2006. An increase in the rates of N-NH4Cl had a positive effect on the leaf concentrations of P, Mg and S. Stalk yield (MSS - Mg ha-1 of sugarcane stalks) and sugar (MSH - Mg ha-1 of sucrose) in the November 2006 harvest responded linearly to the increase of N doses in the form of NH4Cl. In relation to the effect of residual-N in the 2007/2008 harvest, it was observed, in general, that the concentrations of macronutrients in the sugarcane leaf +1 were within the range considered adequate in the state of São Paulo, Brazil. The residual-N of the NH4Cl doses resulted in a significant reduction in stalk (MSS) and sugar (MSH) production. It may be concluded that the NH4Cl source at a dose of 120 kg ha-1 N in ratoon fertilization of the second cutting was agronomically efficient, presenting, however, less efficiency of residual-N in the subsequent cycle.

Nitrous oxide and methane fluxes in south Brazilian gleysol as affected by nitrogen fertilizers

Nitrogen fertilizers increase the nitrous oxide (N2O) emission and can reduce the methane (CH4) oxidation from agricultural soils. However, the magnitude of this effect is unknown in Southern Brazilian edaphoclimatic conditions, as well as the potential of different sources of mineral N fertilizers in such an effect. The aim of this study was to investigate the effects of different mineral N sources (urea, ammonium sulphate, calcium nitrate, ammonium nitrate, Uran, controlled- release N fertilizer, and urea with urease inhibitor) on N2O and CH4 fluxes from Gleysol in the South of Brazil (Porto Alegre, RS), in comparison to a control treatment without a N application. The experiment was arranged in a randomized block with three replications, and the N fertilizer was applied to corn at the V5 growth stage. Air samples were collected from a static chambers for 15 days after the N application and the N2O and CH4 concentration were determined by gas chromatography. The topmost emissions occurred three days after the N fertilizer application and ranged from 187.8 to 8587.4 µg m-2 h-1 N. The greatest emissions were observed for N-nitric based fertilizers, while N sources with a urease inhibitor and controlled release N presented the smallest values and the N-ammonium and amidic were intermediate. This peak of N2O emissions was related to soil NO3--N (R² = 0.56, p < 0.08) when the soil water-filled pore space was up to 70 % and it indicated that N2O was predominantly produced by a denitrification process in the soil. Soil CH4 fluxes ranged from -30.1 µg m-2 h-1 C (absorption) to +32.5 µg m-2 h-1 C (emission), and the accumulated emission in the period was related to the soil NH4+-N concentration (R² = 0.82, p < 0.001), probably due to enzymatic competition between nitrification and metanotrophy processes. Despite both of the gas fluxes being affected by N fertilizers, in the average of the treatments, the impact on CH4 emission (0.2 kg ha-1 equivalent CO2-C ) was a hundredfold minor than for N2O (132.8 kg ha-1 equivalent CO2-C). Accounting for the N2O and CH4 emissions plus energetic costs of N fertilizers of 1.3 kg CO2-C kg-1 N regarding the manufacture, transport and application, we estimated an environmental impact of N sources ranging from 220.4 to 664.5 kg ha-1 CO2 -C , which can only be partially offset by C sequestration in the soil, as no study in South Brazil reported an annual net soil C accumulation rate larger than 160 kg ha-1 C due to N fertilization. The N2O mitigation can be obtained by the replacement of N-nitric sources by ammonium and amidic fertilizers. Controlled release N fertilizers and urea with urease inhibitor are also potential alternatives to N2O emission mitigation to atmospheric and systematic studies are necessary to quantify their potential in Brazilian agroecosystems.

Ammonia volatilization in no-till system in the south-central region of the State of Paraná, Brazil

Ammonia (NH3) volatilization can reduce the efficiency of urea applied to the surface of no-till (NT) soils. Thus, the objectives of this study were to evaluate the magnitude of NH3 losses from surface-applied urea and to determine if this loss justifies the urea incorporation in soil or its substitution for other N sources under the subtropical climatic conditions of South-Central region of Paraná State, Brazil. The experiment, performed over four harvesting seasons in a clayey Hapludox followed a randomized block design with four replicates. A single dose of N (150 kg ha-1) to V5 growth stage of corn cultivated under NT system was applied and seven treatments were evaluated, including surface-applied urea, ammonium sulfate, ammonium nitrate, urea with urease inhibitor, controlled-release N source, a liquid N source, incorporated urea, and a control treatment with no N application. Ammonia volatilization was evaluated for 20 days after N application using a semi-open static system. The average cumulative NH3 loss due to the superficial application of urea was low (12.5 % of the applied N) compared to the losses observed in warmer regions of Southeastern Brazil (greater than 50 %). The greatest NH3 losses were observed in dry years (up to 25.4 % of the applied N), and losses decreased exponentially as the amount of rainfall after N application increased. Incorporated urea and alternative N sources, with the exception of controlled-release N source, decreased NH3 volatilization in comparison with surface-applied urea. Urea incorporation is advantageous for the reduction of NH3 volatilization; however, other aspects as its low operating efficiency should be considered before this practice is adopted. In the South-Central region of Paraná, the low NH3 losses from the surface-applied urea in NT system due to wet springs and mild temperatures do not justify its replacement for other N sources.

Emissão de gases do efeito estufa em diferentes usos da terra no bioma Cerrado

A conversão de áreas nativas com o corte e queima de vegetação seguida do cultivo do solo resultam em mudanças na dinâmica da matéria orgânica do solo, com alterações nas emissões dos gases causadores de efeito estufa (GEE: CO2, CH4 e N2O) da biosfera para a atmosfera, que causam a elevação da temperatura média e, consequentemente, as mudanças climáticas globais. O objetivo deste estudo foi verificar as relações entre os fluxos de CO2, CH4 e N2O com a umidade, biomassa microbiana e as formas inorgânicas de N no solo com diferentes usos das terras no bioma Cerrado (Rio Verde, Goiás). O clima da região é do tipo Aw (Köppen-Geiger), e o solo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico caulinítico textura argilosa com vegetação original de Cerradão. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC), com quatro tratamentos (áreas): vegetação nativa - Cerradão (CE); pastagem (PA) de braquiária, semeadura convencional (SC) de soja; e semeadura direta (SD) de milho sucedido por milheto. As emissões anuais de CO2 e N2O não mostraram diferenças significativas entre os tratamentos; isso ocorreu devido à elevada variação nos fluxos dos gases em decorrência da sazonalidade no clima, com as menores emissões observadas durante o inverno, devido à ausência da umidade do solo. A média na emissão de CO2 foi de 108,9 ± 85,6 mg m-2 h-1 , e para o N2O, de 13,5 ± 7,6 µg m-2 h-1. Os fluxos de CH4 apresentaram diferenças significativas somente para a pastagem, com emissão de 32 µg m-2 h-1 , enquanto nas demais áreas foram observados influxos entre 46 e 15 µg m-2 h-1 . Com os resultados das correlações, pode-se verificar que a umidade foi a variável do solo que apresentou maior correlação com o fluxo dos três gases de efeito estufa. O teor de N-NO3- e as emissões de CO2 mostraram correlações para todas as áreas. Quando consideradas as correlações para todos os tratamentos conjuntamente, verificou-se que os fluxos dos três gases apresentaram correlações significativas com os teores de C e N-microbiano. Contudo, a relação Cmicro:Nmicro não mostrou correlação significativa com o fluxo dos gases de efeito estufa. A pastagem foi a única situação em que os fluxos de CO2 e N2O apresentaram correlação com as quantidades de N-inorgânico. Os resultados sugerem que os fluxos dos GEE são dependentes do regime pluvial no bioma Cerrado, principalmente nas áreas cultivadas que recebem altas doses de fertilizantes para o aumento da produtividade.

Dinâmica da emissão de metano em solos sob cultivo de arroz irrigado no sul do Brasil

Solos de várzea sob cultivo de arroz irrigado contribuem com aproximadamente 18 % das emissões totais de metano (CH4) do Estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, a liberação de CH4 depende do curso de redução de cada solo. O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica da emissão desse gás de efeito estufa (GEE) em seis solos: Gleissolo (2), Planossolo (2), Chernossolo e Neossolo, representativos do cultivo de arroz irrigado no Sul do Brasil, visando identificar também sua relação com propriedades do solo e as alterações eletroquímicas da solução após o alagamento. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com três repetições, segundo delineamento de blocos casualizados. Os solos foram dispostos em vasos de PVC mantidos com uma lâmina de água de 10 cm de altura e cultivados com arroz. A avaliação das emissões de CH4 foi realizada semanalmente, do 3º ao 66º dia após o alagamento (DAA) do solo, com o auxílio de uma câmara de PVC acoplada ao topo dos vasos. As amostras de ar foram coletadas em quatro intervalos de 5 min, para estimativa das taxas de emissão de CH4. A solução do solo também foi coletada e caracterizada. O início da emissão de CH4 variou entre os solos e, normalmente, ocorreu após a quase total redução do Fe3+ (em torno de 90 % da maior liberação de Fe2+) e estabilização dos valores de pH e de Eh da solução. A emissão total de CH4 variou de 8,5 a 44,2 g m-2 e apresentou relação sigmoidal com os teores de C orgânico dos solos (r²=0,83, p < 0,05), sugerindo que a disponibilidade de C somente foi limitante para o processo de metanogênese em teores inferiores a 8 g kg-1 de C no solo. Os resultados mostram que a dinâmica e as quantidades totais de CH4 emitidas são influenciadas pelo tipo de solo e que esforços devem ser direcionados para determinação dos fatores de emissão de CH4 para os diferentes solos representativos da produção de arroz no Sul do Brasil, bem como na avaliação do efeito de práticas agrícolas na mitigação das emissões desse GEE nos diferentes solos.

Volatilização de amônia do solo após a aplicação de ureia convencional ou com inibidor de urease

Volatilização de NH3 é a principal reação que diminui a eficiência de utilização pelas plantas do N proveniente da ureia, quando ela é aplicada sobre a superfície do solo. A fim de minimizar essa perda, produtos têm sido misturados à ureia para inibir temporariamente a ação da urease. Este trabalho objetivou avaliar alternativas de aplicação de um fertilizante com inibidor de urease, visando a diminuir a volatilização de NH3 relativamente à ureia convencional, em algumas condições ambientais e de solo. Foram desenvolvidos quatro experimentos, todos em condições de laboratório, em 2007 e 2008, em Cambissolo Húmico. Os tratamentos variaram em cada estudo e incluíram combinações de níveis de pH do solo (natural; 5,5; 6,3; e 6,8), umidade do solo (5, 10 ou 20 % de água) e temperaturas ambientais (18 e 35 ºC), além de estados físicos (sólido ou líquido) e de métodos de aplicação dos fertilizantes (na superfície ou incorporado ao solo). As unidades experimentais foram constituídas por bandejas plásticas (23 x 51 x 17 cm) com 12 kg de solo, numa espessura de 15 cm, sobre as quais foram instaladas câmaras coletoras de NH3. A amônia volatilizada foi determinada em várias épocas, nos primeiros 28 dias após a aplicação dos fertilizantes. O pico de volatilização diária de NH3 ocorreu sempre na primeira semana depois da adição dos fertilizantes ao solo, e aconteceu dois a três dias mais tarde para a ureia com inibidor de urease, em relação à ureia convencional. A volatilização de NH3 nem sempre foi maior para a ureia convencional em comparação ao fertilizante contendo inibidor de urease, tampouco para o estado líquido em relação ao granulado. A volatilização de NH3 aumentou com a elevação do pH, da temperatura e da dose aplicada de N e foi menor nos extremos de umidade (solo com 5 % ou com 20 % de água). Para os fertilizantes aplicados sobre a superfície do solo, a taxa máxima de perda diária foi correspondente a 14 kg ha-1 de N, e a perda total acumulada variou de 2 a 50 % do N aplicado, dependendo principalmente do estado físico em que o fertilizante foi aplicado, da umidade do solo e da temperatura ambiente. A incorporação dos fertilizantes amídicos ao solo foi a maneira mais eficaz de minimizar as perdas de N por volatilização.