Decomposição e liberação de nitrogênio, fósforo e potássio de resíduos da cultura do feijoeiro

Este trabalho teve como objetivo mensurar a velocidade de decomposição e de liberação de nutrientes in situ de resíduos da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Em condições de campo, foram coletadas as folhas senescentes durante o ciclo da cultura, bem como os caules e a palhada de vagens após trilhagem dos grãos, de cultivares de feijoeiro. Esses resíduos continham 2,3 Mg ha-1 de massa, 31 kg ha-1 de N e 2,4 kg ha-1 de P, que correspondiam a 63, 41 e 28 % do total de massa, N e P, respectivamente, acumulados durante o ciclo da cultura. Foram realizados dois ensaios, nos períodos de inverno-primavera e primavera-verão, quando os caules, as vagens e as folhas senescentes foram colocados separadamente em litterbags, dispostos sobre o solo, e coletados entre 2 e 120 dias. As quantidades de matéria seca e nutrientes remanescentes em cada tipo de resíduo foram ajustadas a um modelo exponencial simples. O tempo de meia-vida dos resíduos foi de, no primeiro e segundo ensaios, respectivamente, 133 e 179 dias para caules, 70 e 80 dias para folhas e 64 dias para vagens. A relativamente lenta decomposição dos resíduos pode ser associada à sua alta relação C:N - acima de 60 para caule e palhada de vagens. A liberação de N e P pelos resíduos foi similar à dinâmica de decomposição, enquanto a liberação de K foi mais rápida. Os resultados indicam que as folhas senescentes e os resíduos produzidos após trilhagem dos grãos podem restituir parte da demanda de nutrientes do feijoeiro, assumindo relevância para sistemas de agricultura sustentável.

Crescimento e acumulação de nitrogênio de plantas de feijoeiro originadas de sementes com alto teor de molibdênio

Sementes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com alto teor de molibdênio podem garantir o suprimento adequado desse nutriente para a cultura. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação, com o objetivo de avaliar o efeito de sementes enriquecidas com Mo, obtidas em plantas que receberam adubação foliar, no crescimento e acumulação de N do feijoeiro. O substrato foi horizonte A de Argissolo em vasos de 3,5 kg, que receberam calagem e nutrientes, exceto Mo. O primeiro experimento teve arranjo fatorial 3 x 2 x 2 com cinco repetições: três cultivares de feijoeiro, duas concentrações de Mo na semente e duas épocas de coleta. Plantas originadas de sementes com alto teor de Mo, dos três cultivares, apresentaram maior acumulação de biomassa e N na parte aérea, nas duas épocas de coleta. Sementes com alto teor de Mo aumentaram a massa de nódulos dos cultivares Manteigão e Rio Tibagi aos 30 dias pós-emergência (DAE), mas reduziram a massa e o número de nódulos dos cultivares Carioca e Manteigão aos 45 DAE. O maior teor de Mo nas sementes aumentou a atividade da nitrogenase aos 30 DAE e a atividade específica da nitrogenase aos 45 DAE. O segundo experimento teve arranjo fatorial 2 x 2 x 4 com cinco repetições: dois cultivares, dois níveis de Mo na semente e quatro épocas de coleta. Plantas oriundas de sementes com alto teor de Mo apresentaram maior massa de parte aérea aos 47 e 59 DAE, e maior acumulação de N na parte aérea aos 59 DAE. O maior teor de Mo nas sementes não afetou a nodulação até os 45 DAE, mas reduziu o número de nódulos aos 59 DAE. A redução na nodulação no estádio de enchimento de vagens observada nos dois experimentos, nas plantas oriundas de sementes com alto teor de Mo, pode ser atribuída ao maior crescimento dessas plantas, que teria antecipado a translocação de assimilados para as vagens. Pode-se concluir que sementes enriquecidas com Mo, colhidas em plantas que receberam adubação foliar, podem estimular a atividade da nitrogenase e aumentar a acumulação de biomassa e N do feijoeiro.

Relationships between grain yield and accumulation of biomass, nitrogen and phosphorus in common bean cultivars

Shoot biomass is considered a relevant component for crop yield, but relationships between biological productivity and grain yield in legume crops are usually difficult to establish. Two field experiments were carried out to investigate the relationships between grain yield, biomass production and N and P accumulation at reproductive stages of common bean (Phaseolus vulgaris) cultivars. Nine and 18 cultivars were grown on 16 m² plots in 1998 and 1999, respectively, with four replications. Crop biomass was sampled at four growth stages (flowering R6, pod setting R7, beginning of pod filling R8, and mid-pod filling R8.5), grain yield was measured at maturity, and N and P concentrations were determined in plant tissues. In both years, bean cultivars differed in grain yield, in root mass at R6 and R7 stages, and in shoot mass at R6 and R8.5, whereas at R7 and R8 differences in shoot mass were significant in 1998 only. In both years, grain yield did not correlate with shoot mass at R6 and R7 and with root mass at R6. Grain yield correlated with shoot mass at R8 in 1999 but not in 1998, with shoot mass at R8.5 and with root mass at R7 in both years. Path coefficient analysis indicated that shoot mass at R8.5 had a direct effect on grain yield in both years, that root mass at R7 had a direct effect on grain yield in 1998, and that in 1999 the amounts of N and P in shoots at R8.5 had indirect effects on grain yield via shoot mass at R8.5. A combined analysis of both experiments revealed that biomass accumulation, N and P in shoots at R6 and R7 as well as root mass at R6 were similar in both years. In 1998 however bean accumulated more root mass at R7 and more biomass and N and P in shoots at R8 and R8.5, resulting in a 57 % higher grain yield in 1998. This indicates that grain yield of different common bean cultivars is not intrinsically associated with vegetative vigor at flowering and that mechanisms during pod filling can strongly influence the final crop yield. The establishment of a profuse root system during pod setting, associated with the continuous N and P acquisition during early pod filling, seems to be relevant for higher grain yields of common bean.

Uma visão sobre qualidade do solo

No início da década de1990, a comunidade científica, consciente da importância do solo para a qualidade ambiental e para a sustentabilidade agrícola, iniciou a abordagem sobre Qualidade do Solo (QS). Este trabalho teve o objetivo de analisar o estado da arte em QS e fazer uma reflexão sobre as propostas de avaliação. A maior parte dos estudos concentra-se na identificação de um índice que seja capaz de servir como indicador de QS (IQS), para auxiliar na avaliação de terras em relação à degradação, fazer estimativas de necessidades de pesquisa e de financiamentos e julgar práticas de manejo utilizadas. Alguns autores propõem os critérios para definição de um IQS. Das abordagens sobre QS, percebe-se que existem três linhas de pensamento: busca por atributos do solo como IQS; matéria orgânica do solo como IQS; e QS como resultado de processos no sistema solo-planta. Conclui-se que o grande avanço nessa área é a abordagem sistêmica do solo, razão pela qual é mais importante identificar como obter QS, do que identificar atributos para medi-la. Sob essa análise, o sistema solo só atinge qualidade quando integrado às plantas e à biota edáfica, e a avaliação do seu funcionamento, que é a própria QS, deve ter como base os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, ciência que rege os sistemas abertos. Os sistemas agrícolas que favorecem a QS são aqueles que cultivam plantas intensamente, de preferência de espécies diferentes, sem o revolvimento do solo.

Leaf area of common bean genotypes during early pod filling as related to plant adaptation to limited phosphorus supply

Low phosphorus supply markedly limits leaf growth and genotypes able to maintain adequate leaf area at low P could adapt better to limited-P conditions. This work aimed to investigate the relationship between leaf area production of common bean (Phaseolus vulgaris) genotypes during early pod filling and plant adaptation to limited P supply. Twenty-four genotypes, comprised of the four growth habits in the species and two weedy accessions, were grown at two P level applied to the soil (20 and 80 mg kg-1) in 4 kg pots and harvested at two growth stages (pod setting and early pod filling). High P level markedly increased the leaf number and leaf size (leaf area per leaf), slightly increased specific leaf area but did not affect the net assimilation rate. At low P level most genotypic variation for plant dry mass was associated with leaf size, whereas at high P level this variation was associated primarily with the number of leaves and secondarily with leaf size, specific leaf area playing a minor role at both P level. Determinate bush genotypes presented a smaller leaf area, fewer but larger leaves with higher specific leaf area and lower net assimilation rate. Climbing genotypes showed numerous leaves, smaller and thicker leaves with a higher net assimilation rate. Indeterminate bush and indeterminate prostrate genotypes presented the highest leaf area, achieved through intermediate leaf number, leaf size and specific leaf area. The latter groups were better adapted to limited P. It is concluded that improved growth at low P during early pod filling was associated with common bean genotypes able to maintain leaf expansion through leaves with greater individual leaf area.

Seeds enriched with phosphorus and molybdenum improve the contribution of biological nitrogen fixation to common bean as estimated by 15n isotope dilution

Seeds with a high concentration of P or Mo can improve the growth and N accumulation of the common bean (Phaseolus vulgaris L.), but the effect of enriched seeds on biological N2 fixation has not been established yet. This study aimed to evaluate the effect of seeds enriched with P and Mo on growth and biological N2 fixation of the common bean by the 15N isotope dilution technique. An experiment was carried out in pots in a 2 x 3 x 2 x 2 factorial design in randomized blocks with four replications, comprising two levels of soil applied P (0 and 80 mg kg-1), three N sources (without N, inoculated with rhizobia, and mineral N), two seed P concentrations (low and high), and two seed Mo concentrations (low and high). Non-nodulating bean and sorghum were used as non-fixing crops. The substrate was 5.0 kg of a Red Latosol (Oxisol) previously enriched with 15N and mixed with 5.0 kg of sand. Plants were harvested 41 days after emergence. Seeds with high P concentration increased the growth and N in shoots, particularly in inoculated plants at lower applied P levels. Inoculated plants raised from high P seeds showed improved nodulation at both soil P levels. Higher soil P levels increased the percentage of N derived from the atmosphere (%Ndfa) in bean leaves. Inoculation with the selected strains increased the %Ndfa. High seed P increased the %Ndfa in inoculated plants at lower soil P levels. High seed Mo increased the %Ndfa at lower soil P levels in plants that did not receive inoculation or mineral N. It is concluded that high seed P concentration increases the growth, N accumulation and the contribution of the biological N2 fixation in the common bean, particularly in inoculated plants grown at lower soil P availability.

Variabilidade dos índices de colheita de nutrientes em genótipos de feijoeiro e sua relação com a produção de grãos

A identificação de genótipos com elevada acumulação de biomassa e nutrientes, mas com baixo índice de colheita de nutrientes (razão entre conteúdo de nutrientes nos grãos e na parte aérea), pode reduzir a remoção pelas colheitas e aumentar a sustentabilidade agrícola. Evidências de reduzida variabilidade nos índices de colheita em feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) demandam a avaliação de uma ampla gama de genótipos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade dos índices de colheita de nutrientes e sua relação com a produção de grãos em genótipos de feijoeiro. Foi conduzido um experimento de campo em Seropédica - RJ, com 64 genótipos de feijoeiro em quatro repetições, incluindo 41 cultivares, 12 linhagens de melhoramento e 10 cultivares locais da região Sul. Os índices de colheita foram mensurados a partir das quantidades acumuladas de biomassa e nutrientes nos grãos, caules e palha de vagens produzidos após trilhagem dos grãos. A média da produção de grãos foi de 205 g m-2, com índices de colheita médios de biomassa, N, P, K, Ca e Mg de 0,62, 0,83, 0,89, 0,58, 0,33 e 0,51 g g-1, respectivamente, denotando intensa translocação de N e P para os grãos, sendo relativamente estreita a variabilidade desses índices. A massa seca de resíduos após trilhagem dos grãos foi em média de 107 g m-2, contendo 2,0, 0,15, 3,6, 2,8 e 1,3 g m-2 de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente, o que indica que esses materiais podem restituir quantidades relativamente elevadas de nutrientes em comparação com as demandas do cultivo. Foram obtidas elevadas correlações fenotípicas e genéticas (p < 0,001): positivas entre produção de grãos e índices de colheita de biomassa e N e negativas entre produção e teores de N e P nos grãos. Como as correlações fenotípicas e genéticas entre rendimento e índice de colheita de P foram menos significativas (p < 0,01), foi possível identificar alguns genótipos com baixo índice de colheita de P e bom rendimento. A seleção de genótipos de feijoeiro para maior rendimento de grãos pode resultar em maiores índices de colheita de biomassa e de N, assim como em maiores quantidades de nutrientes nos grãos e menores teores de N e P nos grãos.

Growth and yield of common bean cultivars at two soil phosphorus levels under biological nitrogen fixation

The genotypic differences on growth and yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in response to P supply were evaluated in a field experiment under biological N2 fixation. Eight cultivars were grown at two levels of applied P (12 and 50 kg ha-1 of P -- P1 and P2 respectively), in randomized block design in factorial arrangement. Vegetative biomass was sampled at three ontogenetic stages. The effects of genotype and phosphorus were significant for most traits, but not the genotype ´ phosphorus interaction. The cultivars presented different patterns of biomass production and nutrient accumulation, particularly on root system. At P1, P accumulation persisted after the beginning of pod filling, and P translocation from roots to shoots was lower. The nodule senescence observed after flowering might have reduced N2 fixation during pod filling. The responses of vegetative growth to the higher P supply did not reflect with the same magnitude on yield, which increased only 6% at P2; hence the harvest index was lower at P2. The cultivars with highest yields also presented lower grain P concentrations. A sub-optimal supply of N could have limited the expression of the yield potential of cultivars, reducing the genotypic variability of responses to P levels.

Divergência genética entre cultivares locais e cultivares melhoradas de feijão

A grande variabilidade genética presente no germoplasma de feijão (Phaseolus vulgaris L.) em uso na agricultura familiar no Brasil tem sido plenamente reconhecida. A eficiência da conservação e o aproveitamento desta variabilidade aumentam quando esta é devidamente caracterizada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade genética de parte do germoplasma existente em poder de produtores de feijão no Rio Grande do Sul, e de cultivares produzidas pela pesquisa, e reuni-las em grupos de similaridade genética. Foi avaliada a divergência genética de 37 cultivares locais (land races) e 14 cultivares indicadas pela pesquisa no Estado, utilizando 40 descritores morfológicos; a grande maioria desses descritores são necessários à proteção legal. Empregou-se análise multivariada, por intermédio de componentes principais e método de agrupamento. O uso destas técnicas possibilitou identificar descritores ineficientes ou redundantes no estudo da variabilidade genética e reunir as cultivares estudadas em quatro grupos distintos de similaridade genética. As cultivares locais revelaram variabilidade superior à encontrada nas cultivares oriundas da pesquisa, o que sugere a importância da sua inclusão em programas de melhoramento.

Efeito do tamanho da semente na acumulação de biomassa e nutrientes e na produtividade do feijoeiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tamanho da semente na acumulação de biomassa e nutrientes e no rendimento de grãos de cultivares de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) no campo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x2 com quatro repetições: três cultivares (Kaboon, Manteigão e Carioca) e dois tamanhos de semente (pequeno e grande). Foram efetuadas nove amostragens semanais de biomassa entre 14 e 70 dias após semeadura. As sementes grandes aumentaram a altura da planta, o índice de área foliar e a biomassa da parte aérea e raiz desde a primeira amostragem, mas não modificaram a massa de vagens. No início do experimento, as sementes grandes aumentaram a taxa de crescimento da cultura, mas este efeito desapareceu ao final do período amostral. Plantas originadas de sementes grandes acumularam mais N e K na parte aérea e raízes aos 49 mas não aos 70 dias após semeadura. Sementes pequenas reduziram o estande da cultivar Carioca. Não houve efeito do tamanho da semente na produção de grãos, componentes de produção e índice de colheita. Sementes de maior tamanho podem antecipar o crescimento do feijoeiro, mas plantas oriundas de sementes pequenas podem compensar seu menor crescimento inicial garantindo uma mesma produção de grãos.

Cobertura do solo e acumulação de nutrientes pelo amendoim forrageiro

O objetivo deste trabalho foi determinar as taxas de cobertura do solo, produção de biomassa e acumulação total de N, P e K da parte aérea da leguminosa herbácea perene amendoim forrageiro (Arachis pintoi Krapov. & W.C. Greg.), em diferentes densidades e espaçamentos de plantio. O delineamento experimental adotado foi de blocos ao acaso, em arranjo fatorial 2x4, com quatro repetições. Os tratamentos constaram de espaçamentos entre sulcos de plantio (25 e 50 cm), e de densidades de plantas (2, 4, 8 e 16 plantas/m linear). A cobertura total do solo ocorreu aos 224 dias após o plantio. Foram constatadas diferenças de densidades de plantio na taxa de cobertura do solo, produção de biomassa e acúmulo de nutrientes na parte aérea do amendoim forrageiro. Todavia, não foram observadas diferenças quando se variou o espaçamento entre sulcos. Entre as alternativas testadas, a densidade de 8 plantas/m linear no espaçamento de 50 cm entre sulcos de plantio foi a combinação mais adequada para a plena formação da cobertura viva com amendoim forrageiro.

Sample size for measurement of root traits on common bean by image analysis

Evaluation of root traits may be facilitated if they are assessed on samples of the root system. The objective of this work was to determine the sample size of the root system in order to estimate root traits of common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars by digital image analysis. One plant was grown per pot and harvested at pod setting, with 64 and 16 pots corresponding to two and four cultivars in the first and second experiments, respectively. Root samples were scanned up to the completeness of the root system and the root area and length were estimated. Scanning a root sample demanded 21 minutes, and scanning the entire root system demanded 4 hours and 53 minutes. In the first experiment, root area and length estimated with two samples showed, respectively, a correlation of 0.977 and 0.860, with these traits measured in the entire root. In the second experiment, the correlation was 0.889 and 0.915. The increase in the correlation with more than two samples was negligible. The two samples corresponded to 13.4% and 16.9% of total root mass (excluding taproot and nodules) in the first and second experiments. Taproot stands for a high proportion of root mass and must be deducted on root trait estimations. Samples with nearly 15% of total root mass produce reliable root trait estimates.

Phosphorus analysis in soil under herbaceous perennial leguminous cover by nuclear magnetic spectroscopy

The availability and the reserves of organic phosphorus are controlled by its mineralization rate and are also influenced by changes in soil management. The objective of this study was to evaluate the influence of soil covering with different leguminous plant on soil organic P by 31P-NMR spectroscopy. Alkaline soil extracts were obtained from two depths (0-5 and 5-10 cm) of an Ultisol cultivated with herbaceous perennial leguminous plants (Arachis pintoi, Pueraria phaseoloides, Macroptilium atropurpureum). In an adjacent area, samples of the same soil cover with a secondary tropical forest and grass (Panicum maximum) were also collected. The leguminous management was divided into with removal and without removal of shoot parts after cut on soil surface. Phosphate monoesters are the dominant P species in all soil samples and P diesters accumulated on the superficial layer of secondary forest soil. The P amount of this fraction is higher for the legume covered soil when compared with the grass covered soil. The permanence of leguminous plants on the topsoil after the cut promoted an increase in P diester/P monoester ratios. These findings can be accounted for an enhancement of P availability to plants in soils cultivated with leguminous plants.

Bananeiras consorciadas com leguminosas herbáceas perenes utilizadas como coberturas vivas

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de bananeiras consorciadas com as leguminosas herbáceas perenes - amendoim forrageiro (Arachis pintoi), cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) e siratro (Macroptilium atropurpureum). Os tratamentos-controle consistiram em vegetação espontânea com predomínio de Panicum maximum, e vegetação espontânea com adubação nitrogenada das bananeiras. Também foi avaliado o desenvolvimento vegetativo das bananeiras. Entre as coberturas avaliadas, a vegetação espontânea e o cudzu tropical apresentaram produções maiores de biomassa; o cudzu tropical proporcionou valores maiores para quantidades de N acumulado e derivado da fixação biológica. As leguminosas amendoim forrageiro, cudzu tropical e siratro proporcionaram desenvolvimento vegetativo mais rápido nas bananeiras consorciadas. Cudzu tropical e siratro promoveram maiores valores de peso dos cachos e das pencas. O uso das leguminosas avaliadas resulta em aumento da porcentagem de cachos colhidos e redução do tempo de colheita, além de proporcionar maior produtividade, quando comparado ao uso de vegetação espontânea.

Perfil metabólico e ponderal de leitões submetidos a dietas com diferentes teores de fósforo em ambientes térmicos distintos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dietas com diferentes concentrações de fósforo disponível sobre o perfil metabólico e o peso corporal de leitões em fase inicial de crescimento, mantidos em ambientes térmicos distintos. Foram utilizados 120 leitões machos castrados, de linhagem comercial e com peso corporal médio de 15 kg. Os tratamentos consistiram de dietas com 0,107, 0,214, 0,321, 0,428 e 0,535% de fósforo disponível, e de dois ambientes: termoneutro e quente. O peso corporal foi determinado no início e no final da fase experimental, e amostras de sangue foram coletadas para a medição de eletrólitos, albumina, proteína total, substâncias nitrogenadas, fosfatase alcalina total e óssea, hormônios tireoidianos, glicose e lactato. Tanto as dietas quanto os ambientes produziram efeito sobre o ganho de peso corporal e sobre os valores de sódio, potássio, cálcio total, magnésio, fósforo, fosfatase alcalina total e óssea, T4 livre e lactato. O aumento nos teores de fósforo na dieta tem efeito positivo sobre o peso corporal, nos ambientes estudados, mas desequilibra as relações sanguíneas cálcio:fósforo. O estresse por calor diminui as concentrações de glicose, fosfatase alcalina total e T4 livre no sangue, e aumenta as de lactato. Parâmetros bioquímicos sanguíneos retratam o estado metabólico dos animais e podem ser usados para avaliação do balanço nutricional e para detecção precoce de alterações metabólicas.