Influência de silicato e calcário na decomposição de resíduos culturais e disponibilidade de nutrientes ao feijoeiro

A disponibilidade do Si pelo silicato de Ca poderá aumentar a formação de polifenóis, os quais tornariam possível a maior persistência dos resíduos culturais em superfície. Com esse intuito, procurou-se avaliar a ação do silicato e do calcário na decomposição de diferentes resíduos culturais e a liberação de nutrientes para o desenvolvimento do feijoeiro. O delineamento experimental empregado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 5, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos de três espécies de plantas de cobertura: milheto (Pennisetum americanum), braquiária (Brachiaria brizantha) e guandu-anão (Cajanus cajan L.) e cinco níveis proporcionais de silicato de cálcio: 0, 25, 50, 75 e 100 %, aplicado nas doses crescentes de 0, 2,31, 4,63, 6,96 e 9,27 g/vaso, respectivamente, balanceadas com carbonato de cálcio e carbonato de magnésio, de forma que as quantidades de Ca e Mg em cada tratamento fossem iguais, calculados para atingir uma saturação por bases no solo de 70 %. A aplicação de silicato de Ca não interferiu na decomposição do resíduo cultural de braquiária, guandu e milheto. O teor de Mg disponível no solo foi reduzido pela aplicação de silicato de Ca, o que induz menor absorção pelas plantas de cobertura e eventual disponibilização após sua decomposição. O crescimento do feijoeiro foi favorecido pela aplicação de silicato de Ca, sendo as doses de 2,31 e 6,95 g/vaso de silicato com o resíduo cultural de braquiária os tratamentos que apresentaram maior eficiência.

Efeitos alelopáticos de extratos vegetais na germinação, colonização micorrízica e crescimento inicial de milho, soja e feijão

Restos vegetais e liteira podem interferir no desenvolvimento de plantas. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos alelopáticos de extratos aquosos de Pinus sp., milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) e mucuna (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) sobre a germinação, colonização micorrízica e crescimento inicial de milho (Zea mays L.), soja (Glycine max L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.). Os extratos foram elaborados utilizando folhas trituradas. O experimento in vitro empregou papel Germitest umedecido com extratos ou água destilada por sete dias. O experimento em casa de vegetação teve esquema fatorial 3 x 3 x 4, com quatro repetições: três espécies vegetais (soja, milho e feijão), três extratos aquosos (Pinus, milheto e mucuna) e quatro doses de extrato (0,0; 0,5; 1,0; e 2,0 kg L-1). O substrato foi Latossolo Vermelho coletado no município de Selvíria-MS, no bioma Cerrado. Após a semeadura, os vasos receberam, a cada cinco dias, por 45 dias, 50 mL dos extratos. Para a soja, extratos de mucuna e milheto diminuíram o comprimento do hipocótilo e da radícula e os de Pinus aumentaram esses comprimentos. Em feijão, o extrato de Pinus diminuiu o comprimento do hipocótilo e da radícula, mas os extratos de mucuna e milheto aumentaram-no. O extrato do milheto reduziu a percentagem e a velocidade de germinação em feijão. Todos os extratos reduziram a colonização micorrízica e o número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares em soja, milho e feijão.

Utilização de fósforo e produção do feijoeiro: influência de gramíneas forrageiras e fontes de fósforo

Em lavouras sob plantio direto ou em sistemas integração lavoura-pecuária, é comum o cultivo do feijoeiro em sucessão a gramíneas. Em função do sistema radicular diferenciado e da secreção de compostos orgânicos diversos pelas raízes e pela decomposição da palhada, as gramíneas podem alterar a disponibilidade de P no solo e a aquisição e aproveitamento de fontes de P aparentemente de baixa eficiência agronômica para as culturas em sucessão. Este trabalho teve por objetivo avaliar a utilização do P e a produção do feijoeiro cultivado em sucessão às gramíneas forrageiras adubadas com diferentes fontes desse nutriente. Para isso, conduziram-se dois experimentos em solos distintos, um em Cambissolo e outro em Latossolo, utilizando-se vasos com 4 dm³ de solo. O delineamento experimental, para cada solo, foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 2, sendo cinco tratamentos de cobertura dos solos, representados pelo cultivo prévio de quatro gramíneas forrageiras (Brachiaria decumbens - braquiária; Sorghum bicolor - sorgo; Brachiaria brizantha - braquiarão; Pennisetum glaucum - milheto) mais o solo sem cultivo prévio e duas fontes de P de diferentes solubilidades (superfosfato triplo - SFT e fosfato reativo de Arad - FRA), com quatro repetições. As gramíneas forrageiras foram colhidas na fase de pré-florescimento, sendo o feijoeiro cultivado em seguida sobre as suas raízes e palhadas. Observou-se, de maneira geral, em ambos os solos adubados com a fonte de P de menor solubilidade (FRA), que a sucessão de culturas proporcionou maiores crescimento, produção, acúmulo de P, utilização do P e aproveitamento do efeito residual do P aplicado no feijoeiro; o mesmo não foi observado para a fonte mais solúvel (SFT). Em ambos os solos, sem o cultivo prévio de gramíneas forrageiras, o SFT foi superior ao FRA para todas as variáveis avaliadas. Das gramíneas forrageiras estudadas, não se observou efeito definido do seu cultivo prévio sobre as variáveis no feijoeiro cultivado em sucessão.

Physical quality of an Oxisol cultivated with maize submited to cover crops in the pre-cropping period

The intensive use of land alters the distribution of the pore size which imparts consequences on the soil physical quality. The Least Limiting Water Range (LLWR) allows for the visualization of the effects of management systems upon either the improvement or the degradation of the soil physical quality. The objective of this study was to evaluate the physical quality of a Red Latosol (Oxisol) submited to cover crops in the period prior to the maize crop in a no-tillage and conventional tillage system, using porosity, soil bulk density and the LLWR as attributes. The treatments were: conventional tillage (CT) and a no-tillage system with the following cover crops: sunn hemp (Crotalaria juncea L.) (NS), pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke) (NP) and lablab (Dolichos lablab L.) (NL). The experimental design was randomized blocks in subdivided plots with six replications, with the plots being constituted by the treatments and the subplots by the layers analyzed. The no-tillage systems showed higher total porosity and soil organic matter at the 0-0.5 m layer for the CT. The CT did not differ from the NL or NS in relation to macroporosity. The NP showed the greater porosity, while CT and NS presented lower soil bulk density. No < 10 % airing porosity was found for the treatments evaluated, and value for water content where soil aeration is critical (θPA) was found above estimated water content at field capacity (θFC) for all densities. Critical soil bulk density was of 1.36 and 1.43 Mg m-3 for NP and CT, respectively. The LLWR in the no-tillage systems was limited in the upper part by the θFC, and in the bottom part, by the water content from which soil resistance to penetration is limiting (θPR). By means of LLWR it was observed that the soil presented good physical quality.

Liberação de macronutrientes das palhadas de milheto solteiro e consorciado com feijão-de-porco sob cultivo de feijão

A ciclagem de nutrientes está relacionada com a capacidade de absorção das diferentes espécies de plantas de cobertura. Já as velocidades de decomposição e liberação de nutrientes, das palhadas produzidas pelas mesmas, têm com fator principal a relação C/N, com diferença marcante entre gramíneas e leguminosas. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca, teor, acúmulo, decomposição e liberação de macronutrientes da palhada de milheto (Pennisetum typhoides (Burm.) Stapf) solteiro e consorciado com feijão-de-porco (Canavalia ensiformes (L.) DC.), em ambiente de campo, sob a cultura do feijoeiro, semeada em agosto de 2005 (inverno/primavera), em um Latossolo Vermelho distroférrico típico. A liberação de nutrientes foi determinada por meio da distribuição de bolsas confeccionadas com telas de náilon, com malha de 1 mm, de dimensões de 0,2 x 0,2 m, preenchidas com quantidades de palha proporcionais à área da bolsa. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas. As parcelas foram constituídas pelos dois tipos de palhadas (milheto e milheto + feijão-de-porco), e as subparcelas, pelas épocas de avaliação ao longo do cultivo do feijoeiro (0, 8, 16, 24, 40, 56 e 72 dias após o manejo das plantas de cobertura). Os resíduos coletados foram secos em estufa de circulação forçada de ar, a 65 ºC, até atingirem peso constante, para determinação da matéria seca remanescente, sendo posteriormente moídos e encaminhados para a determinação dos teores de macronutrientes. Com base nos teores e na matéria seca remanescente, foram calculadas as quantidades remanescentes dos macronutrientes, sendo elas expressas em percentagem do valor inicial. Os valores foram ajustados a modelos não lineares, escolhendo-se aqueles com melhor ajuste em cada situação. A palhada de milheto + feijão-deporco apresentou maior quantidade de matéria seca e maiores teores de N e Ca, ciclando maior quantidade de todos os macronutrientes. A palhada de milheto + feijão-de-porco apresentou maiores velocidades de decomposição e liberação de N, Ca e Mg.

Nitrogen washing from C3 and C4 cover grasses residues by rain

Crop species with the C4 photosynthetic pathway are more efficient in assimilating N than C3 plants, which results in different N amounts prone to be washed from its straw by rain water. Such differences may affect N recycling in agricultural systems where these species are grown as cover crops. In this experiment, phytomass production and N leaching from the straw of grasses with different photosynthetic pathways were studied in response to N application. Pearl millet (Pennisetum glaucum) and congo grass (Brachiaria ruziziensis) with the C4 photosynthetic pathway, and black oat (Avena Strigosa) and triticale (X Triticosecale), with the C3 photosynthetic pathway, were grown for 47 days. After determining dry matter yields and N and C contents, a 30 mm rainfall was simulated over 8 t ha-1 of dry matter of each plant residue and the leached amounts of ammonium and nitrate were determined. C4 grasses responded to higher fertilizer rates, whereas N contents in plant tissue were lower. The amount of N leached from C4 grass residues was lower, probably because the C/N ratio is higher and N is more tightly bound to organic compounds. When planning a crop rotation system it is important to take into account the difference in N release of different plant residues which may affect N nutrition of the subsequent crop.

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.

Phosphatase activity in sandy soil influenced by mycorrhizal and non-mycorrhizal cover crops

Cover crops may difffer in the way they affect rhizosphere microbiota nutrient dynamics. The purpose of this study was to evaluate the effect of mycorrhizal and non-mycorrhizal cover crops on soil phosphatase activity and its persistence in subsequent crops. A three-year experiment was carried out with a Typic Quartzipsamment. Treatments were winter species, either mycorrhizal black oat (Avena strigosa Schreb) or the non-mycorrhizal species oilseed radish (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg) and corn spurry (Spergula arvensis L.). The control treatment consisted of resident vegetation (fallow in the winter season). In the summer, a mixture of pearl millet (Pennisetum americanum L.) with sunnhemp (Crotalaria juncea L.) or with soybean (Glycine max L.) was sown in all plots. Soil cores (0-10 cm) and root samples were collected in six growing seasons (winter and summer of each year). Microbial biomass P was determined by the fumigation-extraction method and phosphatase activity using p-nitrophenyl-phosphate as enzyme substrate. During the flowering stage of the winter cover crops, acid phosphatase activity was 30-35 % higher in soils with the non-mycorrhizal species oilseed radish, than in the control plots, regardless of the amount of P immobilized in microbial biomass. The values of enzyme activity were intermediate in the plots with corn spurry and black oat. Alkaline phosphatase activity was 10-fold lower and less sensitive to the treatments, despite the significant relationship between the two phosphatase activities. The effect of plant species on the soil enzyme profile continued in the subsequent periods, during the growth of mycorrhizal summer crops, after completion of the life cycle of the cover crops.

Least limiting water range in soil under crop rotations and chiseling

Soil water availability to plants is affected by soil compaction and other variables. The Least Limiting Water Range (LLWR) comprises soil physical variables affecting root growth and soil water availability, and can be managed by either mechanical or biological methods. There is evidence that effects of crop rotations could last longer than chiseling, so the objective of this study was to assess the effect of soil chiseling or growing cover crops under no-till (NT) on the LLWR. Crop rotations involving triticale (X Triticosecale) and sunflower (Helianthus annuus) in the fall-winter associated with millet (Pennisetum glaucum), sorghum (Sorghum bicolor) and sunn hemp (Crotalaria juncea) as cover crops preceding soybean (Glycine max) were repeated for three consecutive years. In the treatment with chiseling (performed only in the first year), the area was left fallow between the fall-winter and summer crops. The experiment was carried out in Botucatu, São Paulo State, Brazil, from 2003 to 2006 on a Typic Rhodudalf. The LLWR was determined in soil samples taken from the layers 0-20 cm and 20- 40 cm, after chemical desiccation of the cover crops in December of the first and third year of the experiment. Chiseling decreases soil bulk density in the 0-20 cm soil layer, increasing the LLWR magnitude by lowering the soil water content at which penetration resistance reaches 2.0 MPa; this effect is present up to the third year after chiseling and can reach to a depth of 0.40 m. Crop rotations involving sunflower + sunn hemp, triticale + millet and triticale + sunn hemp for three years prevented soil bulk density from exceeding the critical soil bulk density in the 0- 0.20 m layer. This effect was observed to a depth of 0.40 m after three years of chiseling under crop rotations involving forage sorghum. Hence, chiseling and some crop rotations under no tillage are effective in increasing soil quality assessed by the LLWR.

Triticale, milheto e adubação fosfatada para formação de palhada em semeadura direta

As fontes de P mais utilizadas são os fosfatos solúveis em água, pela maior facilidade de liberação de P no solo. Entretanto, devido às características dos solos tropicais, grande parte desse P acaba adsorvida às partículas do solo, tornando-se indisponível. Os fosfatos reativos podem, inicialmente, liberar o P de maneira mais lenta; entretanto, a partir dos cultivos, este elemento poderá ser liberado de forma contínua, podendo haver menor fixação. O objetivo deste trabalho foi estudar a resposta à aplicação de duas fontes de P na cultura do triticale e o efeito residual dessa adubação no milheto, cultivados em semeadura direta, avaliando-se: fertilidade do solo; produção de matéria seca; teor e quantidade de P nas plantas e palha de cobertura; densidade de plantas; teor e quantidade de P nos grãos; e produtividade do triticale. O experimento foi conduzido em Latossolo Vermelho distroférrico. No mês de abril foram aplicados, a lanço, em superfície, três tratamentos: sem aplicação de P2O5; aplicação de 80 kg ha-1 de P2O5 de superfosfato triplo; e aplicação de 80 kg ha-1 de P2O5 de fosfato natural Arad. Em seguida, semeou-se o triticale (X Triticosecale Wittmack), que foi conduzido até a colheita. Em setembro, após a colheita do triticale, semeou-se o milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown), com o objetivo de elevar a cobertura de palha do solo, sendo ele dessecado no florescimento no mês de novembro. A aplicação de fosfato solúvel em superfície proporcionou lixiviação do P até a camada de 5-10 cm de profundidade do solo e melhor nutrição fosfatada do triticale cultivado em seguida, assim como maior produção de grãos. Apesar do aumento no teor de P disponível no solo, proporcionado pelo fosfato solúvel, a aplicação de P no triticale não redundou em elevação da produção de matéria seca, do teor e da quantidade de P na parte aérea do milheto cultivado em sequência.

Produção e ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura nas culturas de arroz de terras altas e de soja

As plantas de cobertura em sistema de plantio direto pode contribuir na formação de palhada e ciclagem de nutrientes para as culturas em sucessão. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura semeadas em safrinha no desempenho do arroz de terras altas e da soja semeados em rotação, em sistemas plantio direto e preparo convencional, em Latossolo Vermelho do município de Rio Verde, Goiás. O estudo foi realizado no período de abril de 2008 a abril de 2010. Utilizou-se o delineamento em faixas com fatorial 2 x 5 com quatro repetições. Nas faixas horizontais foram testados os dois sistemas de manejo do solo (plantio direto e convencional) e nas faixas verticais, as plantas de cobertura. As avaliações de matéria seca, taxa de cobertura do solo e ciclagem de nutrientes foram realizadas apenas nos tratamentos plantio direto, em que as parcelas foram subdivididas em seis épocas de coletas de matéria seca após a dessecação das plantas de cobertura, o que ocorreu aos 0, 15, 30, 60, 90 e 120 dias a partir da dessecação de manejo das plantas de cobertura, perfazendo um fatorial 5 x 6. As plantas de cobertura, semeadas em safrinha, foram as seguintes: Brachiaria brizantha, B. ruziziensis, Pennisetum glaucum e B. ruziziensis + Cajanus cajan e o pousio. Avaliaram-se a produção de matéria seca, a taxa de cobertura do solo, o acúmulo e liberação de nutrientes pelas plantas de cobertura e a produtividade do arroz na safra 2008/09 e da soja na safra 2009/10, semeados em rotação. As espécies B. ruziziensis e B. ruziziensis + C. cajan destacaram-se na produção de matéria seca, taxa de cobertura do solo e acúmulo de nutrientes no final do período de entressafra. Os nutrientes com mais acúmulos nas matérias secas foram N e K, e as maiores taxas de liberação no solo foram observadas nos elementos K e P. As maiores produtividades de arroz sob plantio direto foram obtidas sobre palhadas de P. glaucum e B. ruziziensis, enquanto a cultura da soja não apresentou diferenças em sua produtividade nos tratamentos estudados.

Soil water retention and s index after crop rotation and chiseling

Soil compaction can be minimized either mechanically or biologically, using plant species with vigorous root systems. An experiment was carried out with soybean (Glycine max) in rotation with triticale (X Triticosecale) and sunflower (Helianthus annuus) in fall-winter associated with pearl millet (Pennisetum glaucum), grain sorghum (Sorghum bicolor) or sunn hemp (Crotalaria juncea) in spring. Crop rotation under no-till was compared with mechanical chiseling. The experiment was carried out in Botucatu, São Paulo State, Brazil. Soil quality was estimated using the S index and soil water retention curves (in the layers of 0-0.05, 0.075-0.125, 0.15-0.20, 0.275-0.325, and 0.475-0.525 m deep). Crop rotation and chiseling improved soil quality, increasing the S index to over 0.035 to a depth of 20 cm in the soil profile. The improved soil quality, as shown by the S index, makes the use of mechanical chiseling unnecessary, since after 3 years the soil physical quality under no-tilled crop rotation and chiseling was similar.

Nitrate role in basic cation leaching under no-till

Especially under no-tillage, subsuface soil acidity has been a problem, because it depends on base leaching, which has been associated with the presence of low molecular weigth organic acids and companion anions. The objective of this study was to evaluate exchangeable base cation leaching as affected by surface liming along with annual urea side-dressing of maize and upland rice. Treatments consisted of four lime rates (0, 1500, 3000, and 6000 kg ha-1) combined with four nitrogen rates (0, 50, 100, and 150 kg ha-1) applied to maize (Zea mays) and upland rice (Oryza sativa), in two consecutive years. Maize was planted in December, three months after liming. In September of the following year, pearl millet (Pennisetum glaucum) was planted without fertilization and desiccated 86 days after plant emergence. Afterwards, upland rice was grown. Immediately after upland rice harvest, 18 months after surface liming, pH and N-NO3-, N-NH4+, K, Ca, and Mg levels were evaluated in soil samples taken from the layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm. Higher maize yields were obtained at higher N rates and 3000 kg ha-1 lime. Better results for upland rice and pearl millet yields were also obtained with this lime rate, irrespective of N levels. The vertical mobility of K, Ca and Mg was higher in the soil profiles with N fertilization. Surface liming increased pH in the upper soil layers causing intense nitrate production, which was leached along with the base cations.

Extração e eficiência de uso de nutrientes em capim-elefante na presença de gesso

O cultivo de capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum) na região do Polo Gesseiro do Araripe, localizada a oeste do Estado de Pernambuco, no Nordeste do Brasil, pode ser uma alternativa viável de energia, em especial quando se realiza a correção da fertilidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do gesso no estado nutricional, na composição mineral, na produção de biomassa e na extração e eficiência de nutrientes de variedades de capim-elefante na Chapada do Araripe, Estado de Pernambuco. Para isso, foram cultivadas três variedades de capim-elefante - Cameroon, Gramafante e Roxo - na presença e ausência de gesso em blocos casualizados em arranjo fatorial (3 x 2), com quatro repetições. Os capins-elefante Cameroon e Gramafante apresentaram elevadas produções de matéria seca, porém apenas a variedade Cameroon mostrou resposta à aplicação de gesso, tendo alcançado 33 Mg ha-1. O capim-elefante Gramafante foi mais eficiente no uso de Ca que as variedades Cameroon e Roxo.

Phosphorus transformation in poultry litter and litter-treated Oxisol of Brazil assessed by 31P-NMR and wet chemical fractionation

Large quantities of poultry litter are being produced in Brazil, which contain appreciable amounts of phosphorus (P) that could be of environmental concern. To assess the immediate environmental threat, five poultry litters composed of diverse bedding material were incubated for 43 days under greenhouse conditions. The litters consisted of: coffee bean husk (CH); wood chips (WC); rice husk (RH); ground corn cobs (CC) and ground napier grass (NG) (Pennisetum purpureum Schum.), in which the change in forms of soluble P was evaluated using 31P NMR spectroscopy. On average, 80.2 and 19.8 % of the total P in the extract, respectively, accounted for the inorganic and organic forms before incubation and 48 % of the organic P was mineralized to inorganic P in 43 days of incubation. Wide variation in the organic P mineralization rate (from 82 % -WC to 4 % - NG) was observed among litters. Inorganic orthophosphate (99.9 %) and pyrophosphate (0.1 %) were the only inorganic P forms, whereas the organic P forms orthophosphate monoesters (76.3 %) and diester (23.7 %) were detected. Diester P compounds were mineralized almost completely in all litters, except in the CH litter, within the incubation period. Pyrophosphates contributed with less than 0.5% and remained unaltered during the incubation period. Wood-chip litter had a higher organic P (40 %) content and a higher diester: monoester ratio; it was therefore mineralized rapidly, within the first 15 days, achieving steady state by the 29th day. Distinct mineralization patterns were observed in the litter when incubated with a clayey Oxisol. The substantial decrease observed in the organic P fraction (Po) of the litter types followed the order: CH (45 %) > CC (25 %) > RH (13 %) ≈ NG (12 %) > WC (5 %), whereas the Pi fraction increased. Incubation of RH litter in soil slowed down the mineralization of organic P.