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.

Imobilização de nitrogênio da uréia e do sulfato de amônio aplicado em pré-semeadura ou cobertura na cultura de milho, no sistema plantio direto

No segundo ano de estudo, sulfato de amônio (SA) e uréia (U) marcados com 15N foram aplicados na cultura do milho, em sucessão à aveia-preta (Avena strigosa Schieb.), no sistema plantio direto, 33 dias antes e 10 dias depois da semeadura, na dose de 80 kg ha-1 de N, incorporados a 5-7 cm de profundidade, em sulcos espaçados de 0,8 m, nas entrelinhas do milho. O objetivo foi quantificar o N dos fertilizantes imobilizado no solo (15N orgânico), no sulco de adubação, e o N recuperado na planta nos estádios de 4-5 folhas, 11-12 folhas, florescimento e colheita. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, efetuando-se a análise de variância em esquema fatorial 2 x 6 em pré-semeadura (duas fontes, U e SA, em seis épocas de amostragem) e 2 x 3 (duas fontes em três épocas de amostragem) em cobertura, com três repetições. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho ácrico típico fase Cerrado subcaducifólio, na Fazenda Floresta do Lobo - Pinusplan, em Uberlândia (MG). Na aplicação em pré-semeadura, a máxima imobilização foi observada aos 22 dias da aplicação do SA (9,1 kg ha-1 ou 11,4 % do N aplicado) e aos 11 dias da aplicação da U (46,5 kg ha-1 ou 58,1 % do N aplicado). Até a colheita, a planta (parte aérea, grãos e raiz) acumulou 66,0 e 47,9 kg ha-1 de N-SA e N-U, respectivamente, correspondendo à eficiência de absorção de 82,5 e 59,9 % do N aplicado. Na aplicação em cobertura, a imobilização do N fertilizante das duas fontes foi inferior a 12,5 % do N aplicado, em todas as fases de crescimento da planta, evidenciando que a biomassa do solo não concorreu com a planta pelo N fertilizante, sendo similar à quantificação realizada na safra 1999/2000. Na média das duas safras (1999/2001) e dos estádios de 11-12 folhas e florescimento, para cada kg de N fertilizante imobilizado, as plantas de milho absorveram 8,9 e 15,4 kg ha-1 de N-SA, em pré-semeadura e cobertura, respectivamente. Para N-U, esses valores foram, respectivamente, de 4,5 e 5,2 kg ha-1, mostrando menor proporção de N-imobilizado de SA, com a aplicação dos fertilizantes em cobertura. As produtividades de grãos obtidas com SA e U, independentemente da época de aplicação, foram de 8.543 e 7.767 kg ha-1, respectivamente. Na adubação em pré-semeadura do milho, o SA apresentou maior rapidez na ciclagem do N imobilizado-mineralizado (turnover), em relação a U, e, conseqüentemente, causou maior absorção do N pela cultura, como verificado na safra anterior. Em cobertura, no sulco de adubação, de forma similar à observada na safra anterior, somente houve imobilização significativa do N-U, retardando sua absorção pela planta.

Mineralização da palhada e crescimento de raízes de cana-de-açúcar relacionados com a adubação nitrogenada de plantio

O experimento foi realizado em canavial comercial, com a variedade SP81 3250, na Usina São Martinho (Pradópolis-SP), em Latossolo Vermelho-Escuro de textura argilosa, com o objetivo de avaliar a mineralização da palha de cana-de-açúcar e sua composição após um ciclo de desenvolvimento da cultura. Foi utilizado um delineamento experimental de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Sacos de telas que continham palha marcada em 15N (1,07 % de átomos de 15N), em quantidades equivalentes a 9 t ha-1 de matéria seca, foram colocados entre as fileiras de cana-planta, em todos os tratamentos (0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de N). Após 14 meses (de junho 2005 a agosto 2006), foram retirados os sacos para a quantificação do material seco remanescente e para determinações de N, de isótopos de 15N e do teor de C, por espectrometria de massas. A decomposição da palhada nos sacos foi maior nos tratamentos adubados com N e o balanço de massa subestimou a liberação do N da palha em comparação com os dados obtidos com a técnica isotópica. Após 14 meses, verificou-se que 37 a 65 % da matéria seca do material da palhada remanescente sobre o solo eram compostos por restos de raízes da cana cultivada durante esse período, pela contaminação por solo e por microrganismos que se desenvolveram na palhada, indicando que os processos ocorridos durante a decomposição da palhada são mais dinâmicos do que os avaliados pelo balanço de massas.

Aproveitamento pela cana-de-açúcar da adubação nitrogenada de plantio

O balanço de 15N de fontes nitrogenadas no sistema solo-planta tem sido de muita valia em estudos das transformações do N em diferentes agroecossistemas. No agrossistema da cana-de-açúcar, nas condições brasileiras, a resposta à adubação nitrogenada de cana-planta ainda é questão não totalmente esclarecida e a utilização de fertilizantes nitrogenados marcados com 15N pode auxiliar no entendimento dessa lacuna. Com o objetivo de avaliar o aproveitamento do N da uréia pela cana-de-açúcar no ciclo agrícola de cana-planta, realizaram-se dois experimentos em área comercial de cana-de-açúcar, com o cultivar SP81-3250. Esses experimentos foram feitos de fevereiro de 2005 a julho de 2006. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, sendo os tratamentos constituídos de três doses de N: 40, 80 e 120 kg ha-1, na forma de uréia, e uma testemunha sem fertilização nitrogenada. No centro das parcelas com doses de N-uréia, foram instaladas microparcelas que receberam o fertilizante marcado com 15N. A recuperação de 15N-uréia pela cana-planta (planta toda) foi na média dos experimentos de 30, 30 e 21 %, respectivamente, para as doses de 40, 80 e 120 kg ha-1 de N. A menor recuperação do N-uréia nas maiores doses, especialmente na de 120 kg ha-1, deveu-se às perdas de N do sistema solo-planta. O aproveitamento do N da uréia (15N) representou em média 11,7 % do N total acumulado na planta toda. A distribuição do N proveniente do fertilizante nas diversas partes da planta não variou com a dose de N, sendo em média de 50 % nos colmos, 22 % nas folhas secas, 20 % nos ponteiros e 8 % nas raízes.

Utilização do nitrogênio da palha de milho e de adubos verdes pela cultura do milho

A qualidade dos resíduos vegetais de culturas comerciais e adubos verdes influencia a taxa de mineralização/imobilização de N e o respectivo aproveitamento desse nutriente pelas subseqüentes culturas. Com o objetivo de avaliar a utilização do N mineralizado da parte aérea e do sistema radicular da crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) e da palha de milho, marcados com 15N, realizou-se um estudo, em casa de vegetação, no Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP, Piracicaba (SP), em vasos com 5 kg de solo de um Latossolo Vermelho distroférrico. Foram utilizados seis tratamentos e quatro repetições, dispostos num delineamento inteiramente casualizado, compreendendo: T1 = palha de milho-15N (parte aérea, exceto os grãos) (80 mg kg-1 de N no solo); T2 = raiz de milheto-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T3 = parte aérea de milheto-15N (80 mg kg-1 de N no solo); T4 = raiz de crotalária-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T5 = parte aérea de crotalária-15N (80 mg kg-1 de N no solo) e T6 = tratamento sem adição de fonte orgânica de N. Para os tratamentos que receberam raiz marcada com 15N, adicionou-se parte aérea sem marcação isotópica na mesma quantidade que naqueles que receberam parte aérea marcada, e vice-versa. As raízes foram incorporadas ao solo e a parte aérea adicionada sobre a superfície. Para avaliar absorção de N da palha de milho-15N (7,35 Mg ha-1, equivalente a 56 kg ha-1 de N) pela cultura do milho, realizou-se também um experimento de campo, na mesma área em que foi coletado solo para o experimento de casa de vegetação. A quantidade de N no milho proveniente da crotalária (111,80 mg vaso-1 N ) foi superior à do milheto (30,98 mg vaso-1 N ), que foi superior à da palha de milho (11,80 mg vaso-1N ). A crotalária proporcionou maior absorção de N e produtividade de matéria seca ao milho. O aproveitamento pelo milho do N da parte aérea da crotalária foi superior ao do N do sistema radicular, mas não houve diferença para o N do milheto. A absorção do N dos restos culturais de milho pela cultura do milho, no campo, foi de 4,1 % da quantidade inicial.

Imobilização do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em plantio direto e preparo reduzido do solo

No centro-sul do Brasil, é cada vez mais frequente o uso de dejetos líquidos de suínos em solo sob sistema plantio direto, com resíduos culturais de elevada relação C/N. Com o objetivo de avaliar a imobilização do N amoniacal aplicado ao solo com dejetos líquidos de suínos, foram realizados dois experimentos, um em campo e outro em laboratório, ambos em Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos consistiram da aplicação de dejetos líquidos com ou sem palha de aveia, com (preparo reduzido) ou sem (plantio direto) incorporação no solo. Para quantificar a imobilização do N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos, a fração amoniacal foi enriquecida com 15N. Em campo, a imobilização do N amoniacal foi avaliada em três camadas do solo até a profundidade de 10 cm, durante o ciclo da cultura do milho. Os resultados obtidos nos dois experimentos indicaram que a imobilização do N proveniente da fração amoniacal dos dejetos não foi alterada pela sua incorporação ao solo, mas foi estimulada pela palha de aveia. Quando os dejetos foram aplicados na presença de palha de aveia em campo, a quantidade máxima de N imobilizado atingiu 16 % do N amoniacal aplicado. Quando foram aplicados em solo descoberto, esse valor foi de apenas 11 %. A maior parte do N amoniacal imobilizado após a aplicação dos dejetos líquidos em campo ocorreu durante a fase inicial da decomposição da palha de aveia e na camada superficial do solo. O efeito potencial da palha de aveia sobre a imobilização do N amoniacal dos dejetos, determinado em laboratório foi de 4,2 kg de N para cada Mg de carbono adicionado.

Root system distribution of sugar cane as related to nitrogen fertilization, evaluated by two methods: monolith and probes

Few studies on sugar cane have evaluated the root system of the crop, in spite of its importance. This is mainly due to the difficulty of evaluation and high variability of results. The objective of this study was to develop an evaluation method of the cane root system by means of probes so as to evaluate the mass, distribution and metabolically active roots related to N fertilization at planting. For this purpose, an experiment was conducted in an Arenic Kandiustults with medium texture in Jaboticabal/SP, in a randomized block design with four replications and four treatments: control (without N) and 40, 80 and 120 kg ha-1 of N applied in the form of urea in the planting furrow of the cane variety SP81 3250. One week before harvest, a urea-15N solution was applied at the cane stalk base to detect active metabolism in the root system. Trenches of 1.5 m length and 0.6 m depth were opened between two sugar cane rows for root sampling by two methods: monoliths (0.3, 0.2 and 0.15 m wide, deep and long respectively) taken from the trench wall and by probe (internal diameter 0.055 m). For each method, 15 samples per plot were collected. The roots were separated from the soil in a sieve (2 mm mesh), oven-dried (at 65 ºC) and the dry matter was measured. Root sampling by probes resulted in root mass that did not differ from the evaluation in monoliths, indicating that this evaluation method may be used for sugar cane root mass, although neither the root distribution in the soil profile nor the rhizome mass were efficiently evaluated, due to the small sample volume. Nitrogen fertilization at planting did not result in a greater root accumulation in the sugar cane plant, but caused changes in the distribution of the root system in the soil. The absence of N fertilization led to a better root distribution in the soil profile, with 50, 34 and 16 % in the 0-0.2, 0.2-0.4 and 0.4-0.6 m layers, respectively; in the fertilized treatments the roots were concentrated in the surface layer, with on average 70, 17 and 13 % for the same layers. The metabolically active roots were concentrated in the center of the cane stool, amounting to 40 % of the total root mass, regardless of N fertilization (application of 120 kg ha-1 N or without N).

Drenagem interna e lixiviação de nitrato em um latossolo sob sucessão milho-braquiária-milho, com diferentes doses de nitrogênio

A adubação nitrogenada ideal deve ser definida para satisfazer a necessidade da cultura, mas com o mínimo de risco ao ambiente. Para isso, é necessário que a recomendação da adubação nitrogenada seja a mais exata possível. O presente trabalho foi desenvolvido em um solo de textura areno-argilosa, com o objetivo de avaliar a drenagem interna e a lixiviação de NO3- à profundidade de 0,80 m com o tempo, em uma sucessão de culturas sob plantio direto, utilizando-se sulfato de amônio marcado com o isótopo estável 15N, em diferentes doses. As avaliações foram feitas em dois cultivos de milho safrinha, o primeiro no ano agrícola de 2006 e o segundo em 2007, e em 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), e um tratamento testemunha, sem aplicação de N. O adubo marcado foi aplicado em subparcelas previamente definidas, apenas no primeiro cultivo do milho (safra 2006). A drenagem interna foi obtida a partir da densidade de fluxo de água calculada pela equação de Darcy-Buckingham, na qual a condutividade hidráulica e o gradiente de potencial total foram estimados a partir de leituras diárias de tensiômetros de mercúrio, instalados nas profundidades de 0,70, 0,80 e 0,90 m. A condutividade hidráulica em função do potencial mátrico na profundidade de 0,80 m foi determinada, no campo, pelo método do perfil instantâneo, usando tensiômetros e curvas de retenção. A densidade de fluxo de água foi também usada, juntamente com a concentração de NO3- e a porcentagem de átomos de 15N da solução no solo, para estimar a lixiviação do NO3-total e daquele derivado do fertilizante. A solução no solo foi coletada por meio de extratores com cápsula porosa, instalados na profundidade de 0,80 m. A drenagem interna diminuiu com o aumento das doses de N aplicadas para a sucessão de culturas estudada, variando de 31,5 a 73,4 % da precipitação pluvial total (97 mm) durante o primeiro cultivo de milho, de 26,1 a 58,1 % da precipitação pluvial total (695 mm) no cultivo da braquiária e pousio e de 56,6 a 87,4 % do total de 419 mm de precipitação pluvial no segundo cultivo de milho. A lixiviação de NO3-total (do fertilizante e outras fontes) foi muito baixa no primeiro cultivo de milho em todas as doses de N e significativa para as doses de 120 e 180 kg ha-1 nos períodos da cultura de braquiária mais pousio (26,16 kg ha-1 para a dose de 120 e 39,8 kg ha-1 para a de 180 kg ha-1) e da segunda cultura de milho (aproximadamente 23 kg ha-1 para ambas as doses). A lixiviação de NO3-proveniente do fertilizante foi praticamente nula no primeiro cultivo de milho e, em geral, baixa durante o cultivo de braquiária e o segundo cultivo de milho.

New methods to quantify NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea

Gaseous N losses from soil are considerable, resulting mostly from ammonia volatilization linked to agricultural activities such as pasture fertilization. The use of simple and accessible measurement methods of such losses is fundamental in the evaluation of the N cycle in agricultural systems. The purpose of this study was to evaluate quantification methods of NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea, with minimal influence on the volatilization processes. The greenhouse experiment was arranged in a completely randomized design with 13 treatments and five replications, with the following treatments: (1) Polyurethane foam (density 20 kg m-3) with phosphoric acid solution absorber (foam absorber), installed 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface; (2) Paper filter with sulfuric acid solution absorber (paper absorber, 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface); (3) Sulfuric acid solution absorber (1, 5 and 10 cm above the soil surface); (4) Semi-open static collector; (5) 15N balance (control). The foam absorber placed 1 cm above the soil surface estimated the real daily rate of loss and accumulated loss of NH3N and proved efficient in capturing NH3 volatized from urea-treated soil. The estimates based on acid absorbers 1, 5 and 10 cm above the soil surface and paper absorbers 1 and 5 cm above the soil surface were only realistic for accumulated N-NH3 losses. Foam absorbers can be indicated to quantify accumulated and daily rates of NH3 volatilization losses similarly to an open static chamber, making calibration equations or correction factors unnecessary.

Ammonia losses estimated by an open collector from urea applied to sugarcane straw

The quantification of ammonia (NH3) losses from sugarcane straw fertilized with urea can be performed with collectors that recover the NH3 in acid-treated absorbers. Thus, the use of an open NH3 collector with a polytetrafluoroethylene (PTFE)-wrapped absorber is an interesting option since its cost is low, handling easy and microclimatic conditions irrelevant. The aim of this study was to evaluate the efficiency of an open collector for quantifying NH3-N volatilized from urea applied over the sugarcane straw. The experiment was carried out in a sugarcane field located near Piracicaba, São Paulo, Brazil. The NH3-N losses were estimated using a semi-open static collector calibrated with 15N (reference method) and an open collector with an absorber wrapped in PTFE film. Urea was applied to the soil surface in treatments corresponding to rates of 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 N. Applying urea-N fertilizer on sugarcane straw resulted in losses NH3-N up to 24 % of the applied rate. The amount of volatile NH3-N measured in the open and the semi-open static collector did not differ. The effectiveness of the collection system varied non-linearly, with an average value of 58.4 % for the range of 100 to 200 kg ha-1 of urea-N. The open collector showed significant potential for use; however, further research is needed to verify the suitability of the proposed method.

Composição lignocelulósica e isótopica da vegetação e da matéria orgânica do solo de uma turfeira tropical: I - composição florística, fitomassa e acúmulo de carbono

A matéria orgânica do solo (MOS) é um dos grandes reservatórios de carbono (C) da Terra e constitui um dos principais componentes do ciclo do C. Turfeiras, ambientes acumuladores de MOS, são produto da decomposição de vegetais, que se desenvolvem e se acumulam em ambientes saturados com água, sendo o estádio inicial da sequência de carbonificação. A fitomassa participa de forma marcante no ciclo global do C, armazenando em torno de 85 % de todo o C terrestre acima do solo. O tecido vegetal é composto principalmente por lignina, celulose e hemicelulose, constituindo até 85 % da biomassa seca. As plantas discriminam C de forma diferenciada, em razão de seu ciclo fotossintético (C3, C4 e CAM). As turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional (SdEM-MG) são colonizadas por vegetação de Campo Limpo Úmido (CLU) e de Floresta Estacional Semidecidual (FES), onde ocorrem espécies dos ciclos fotossintéticos C3 e C4. Este trabalho objetivou avaliar a contribuição dessas duas fitofisionomias para o acúmulo de MOS, por meio da avaliação da fitomassa e da composição lignocelulósica e isotópica da vegetação e da MOS. A turfeira estudada localiza-se na SdEM e ocupa 81,75 ha. Para a estimativa da fitomassa do CLU e da FES, foram marcadas três parcelas de 0,5 x 0,5 m em cada fitofisionomia, onde todos os indivíduos da parcela foram cortados e armazenados. Para as análises isotópicas e lignocelulósicas da vegetação, identificaram-se as espécies dominantes em cada fitofisionomia. Amostras de solo foram coletadas em três locais representativos sob cada fitofisionomia, a cada 5 cm de profundidade, até 50 cm. Foram extraídas a celulose e a lignina das folhas das 15 espécies dominantes e das 60 amostras de turfeira para quantificação e determinação dos valores de δ13C e δ15N. Para datação da MOS, o 14C foi determinado em três profundidades, sob o CLU e a FES. A produção da fitomassa da FES foi muito superior à produção da do CLU. Os sinais isotópicos e a composição lignocelulósica da vegetação e da matéria orgânica do solo evidenciaram que a turfeira foi formada pela deposição de matéria orgânica da vegetação que a coloniza. O crescimento vertical e a taxa de acúmulo de C foram muito mais elevados sob a FES do que sob o CLU.

Composição lignocelulósica e isótopica da vegetação e da matéria orgânica do solo de uma turfeira tropical: II - substâncias húmicas e processos de humificação

Grande parte da matéria orgânica de Organossolos das turfeiras é composta por substâncias húmicas, formadas pela transformação de resíduos orgânicos pelos microrganismos do solo e pela polimerização dos compostos orgânicos em macromoléculas resistentes à degradação biológica. Os processos de humificação da matéria orgânica do solo (MOS) ainda são pouco compreendidos e o conhecimento sobre os precursores das substâncias húmicas é limitado, sendo apresentadas rotas diferentes para a formação dessas substâncias. Contudo, em todas as rotas, destaca-se a participação da lignina. Isótopos estáveis (13C, 15N) podem ser utilizados para rastrear processos de humificação da MOS, por meio da identificação de seus precursores. Este trabalho teve como objetivo avaliar comparativamente a composição isotópica da vegetação das fitofisionomias que colonizam uma turfeira tropical de altitude composta de Campo Limpo Úmido (CLU) e de Floresta Estacional Semidecidual (FES), em relação à composição isotópica das substâncias húmicas da MOS. A turfeira estudada ocupa 81,75 ha. Para as análises isotópicas e lignocelulósicas da vegetação, foram identificadas as espécies dominantes em cada fitofisionomia. Amostras de solo foram coletadas em três locais representativos sob cada fitofisionomia, a cada 5 cm de profundidade, até 50 cm. As substâncias húmicas dessas amostras foram fracionadas, assim como calculados os valores de δ13C e δ15N nas frações húmicas, respectivamente a partir da determinação dos isótopos estáveis 12C e 13C e 14N e 15N. Os teores de lignina e seus valores de δ13C são mais elevados na vegetação e MOS sob FES em relação à vegetação e MOS sob CLU. Os teores de humina são mais elevados entre as substâncias húmicas na MOS, sob as duas fitofisionomias; os de ácidos húmicos são mais elevados na MOS sob CLU, em relação à FES; e os de ácidos fúlvicos são mais elevados na MOS sob a FES, em relação ao CLU. O δ13C da lignina apresenta similaridade elevada em relação ao δ13C da humina, dos ácidos húmicos e dos ácidos fúlvicos. As variações na composição lignocelulósica das espécies que colonizam o CLU e a FES promovem diferenças nas taxas e nos produtos da humificação da MOS.

Seeds with high molybdenum concentration improved growth and nitrogen acquisition of rhizobium-inoculated and nitrogen-fertilized common bean plants

Seeds of common bean (Phaseolus vulgaris) with high molybdenum (Mo) concentration can supply Mo plant demands, but to date no studies have concomitantly evaluated the effects of Mo-enriched seeds on plants inoculated with rhizobia or treated with N fertilizer. This work evaluated the effects of seed Mo on growth and N acquisition of bean plants fertilized either by symbiotic N or mineral N, by measuring the activities of nitrogenase and nitrate reductase and the contribution of biological N2 fixation at different growth stages. Seeds enriched or not with Mo were sown with two N sources (inoculated with rhizobia or fertilized with N), in pots with 10 kg of soil. In experiment 1, an additional treatment consisted of Mo-enriched seeds with Mo applied to the soil. In experiment 2, the contribution of N2 fixation was estimated by 15N isotope dilution. Common bean plants grown from seeds with high Mo concentration flowered one day earlier. Seeds with high Mo concentration increased the leaf area, shoot mass and N accumulation, with both N sources. The absence of effects of Mo application to the soil indicated that Mo contents of Mo-enriched seeds were sufficient for plant growth. Seeds enriched with Mo increased nitrogenase activity at the vegetative stage of inoculated plants, and nitrate reductase activity at late growth stages with both N sources. The contribution of N2 fixation was 17 and 61 % in plants originating from low- or high-Mo seeds, respectively. The results demonstrate the benefits of sowing Mo-enriched seeds on growth and N nutrition of bean plants inoculated with rhizobia or fertilized with mineral N fertilizer.

Inoculation of sugarcane with diazotrophic bacteria

The sugarcane industry, a strategic crop in Brazil, requires technological improvements in production efficiency to increase the crop energy balance. Among the various currently studied alternatives, inoculation with diazotrophic bacteria proved to be a technology with great potential. In this context, the efficiency of a mixture of bacterial inoculant was evaluated with regard to the agronomic performance and N nutrition of sugarcane. The experiment was carried out on an experimental field of Embrapa Agrobiologia, in Seropédica, Rio de Janeiro, using a randomized block, 2 × 3 factorial design (two varieties and three treatments) with four replications, totaling 24 plots. The varieties RB867515 and RB72454 were tested in treatments consisting of: inoculation with diazotrophic bacteria, N-fertilized control with 120 kg ha-1 N and absolute control (no inoculation and no N fertilizer). The inoculum was composed of five strains of five diazotrophic species. The yield, dry matter accumulation, total N in the shoot dry matter and the contribution of N by biological fixation were evaluated, using the natural 15N abundance in non-inoculated sugarcane as reference. The bacterial inoculant increased the stalk yield of variety RB72454 similarly to fertilization with 120 kg ha-1 N in the harvests of plant-cane and first ratoon crops, however the contribution of biological N fixation was unchanged by inoculation, indicating that the benefits of the inoculant in sugarcane may have resulted from plant growth promotion.

NITROGEN LOSS BY EROSION FROM MECHANICALLY TILLED AND UNTILLED SOIL UNDER SUCCESSIVE SIMULATED RAINFALLS

The description of the fate of fertilizer-derived nitrogen (N) in agricultural systems is an essential tool to enhance management practices that maximize nutrient use by crops and minimize losses. Soil erosion causes loss of nutrients such as N, causing negative effects on surface and ground water quality, aside from losses in agricultural productivity by soil depletion. Studies correlating the percentage of fertilizer-derived N (FDN) with soil erosion rates and the factors involved in this process are scarce. The losses of soil and fertilizer-derived N by water erosion in soil under conventional tillage and no tillage under different rainfall intensities were quantified, identifying the intervening factors that increase loss. The experiment was carried out on plots (3.5 × 11 m) with two treatments and three replications, under simulated rainfall. The treatments consisted of soil with and soil without tillage. Three successive rainfalls were applied in intervals of 24 h, at intensities of 30 mm/h, 30 mm/h and 70 mm/h. The applied N fertilizer was isotopically labeled (15N) and incorporated into the soil in a line perpendicular to the plot length. Tillage absence resulted in higher soil losses and higher total nitrogen losses (TN) by erosion induced by the rainfalls. The FDN losses followed another pattern, since FDN contributions were highest from tilled plots, even when soil and TN losses were lowest, i.e., the smaller the amount of eroded sediment, the greater the percentage of FDN associated with these. Rain intensity did not affect the FDN loss, and losses were greatest after less intense rainfalls in both treatments.