Distribuição e caracterização de substâncias húmicas em vermicompostos de origem animal e vegetal

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático.

Soil phosphorus fractions in sandy soils amended with cattle manure for long periods

Phosphorus fractions were determined in soil samples from areas fertilized or not with farmyard cattle manure (FYM) and in samples of FYM used in the semi-arid region of Paraiba state, Brazil. Soil samples were taken from the 0-20; 20-40 and 40-60 cm layers of 18 cultivated areas, which, according to interviews with farmers, had been treated with 12 to 20 t ha-1 FYM annually, for the past 2 to 40 years. Soil samples were also collected from four unfertilized pasture areas as controls. Phosphorus in the soil samples was sequentially extracted with water (Pw), resin (Pres), NaHCO3 (Pi bic and Po bic), NaOH (Pi hid and Po hid), H2SO4 (Pacid) and, finally, by digestion with H2SO4/H2O2 (Presd). Nine FYM samples were extracted with water, resin, Mehlich-1, H2SO4, NaOH or digestion with H2SO4/H2O2, not sequentially, and the extracts analyzed for P. The sampled areas had homogeneous, sandy and P-deficient soils; increases in total soil P (Pt) above the mean value of the control areas (up to 274 mg kg-1 in the 0-20 cm layer of the most P-enriched samples) were therefore attributed to FYM applications, which was the only external P input in the region. Regression analysis was used to study the relationship between soil P fractions and Pt. The Pacid fraction, related to Ca-P forms, showed the greatest increases (p < 0.01) as a result of FYM applications, rising from 8.4 mg kg-1 in a non-fertilized sample to 43.8 mg kg-1 in the sample with the highest Pt content. The sum of Pw, Pres and Pi bic, considered as labile P, showed comparable increases with Pacid, while Pi hid showed the smallest increase due to FYM applications. Organic P forms also increased, more so the fraction Po hid, considered less labile, than the more labile one, Po bic. The residual P fraction was practically half of Pt, independently of the Pt value. Increases in labile P, Pacid and organic P were justified by the high average concentration of Pw (36 %), Pacid (34 %), and Po hid (30 %) in the FYM. Significant changes in the proportion of P forms among soil layers indicated the downward movement of P in organic forms.

15N uptake fom manure and fertilizer sources by three consecutive crops under controlled conditions

There are several regions of the world where soil N analysis and/or N budgets are not used to determine how much N to apply, resulting in higher than needed N inputs, especially when manure is used. One such region is the North Central "La Comarca Lagunera", one of the most important dairy production areas of Mexico. We conducted a unique controlled greenhouse study using 15N fertilizer and 15N isotopic-labeled manure that was labeled under local conditions to monitor N cycling and recovery under higher N inputs. The manure-N treatment was applied only once and was incorporated in the soil before planting the first forage crop at an equivalent rate of 30, 60 and 120 Mg ha-1 dry manure. The 15N treatments were equivalent to 120 and 240 kg ha-1 (NH4)2SO4-N for each crop. The total N fertilizer for each N fertilized treatment were 360, and 720 kg ha-1 N. We found very low N recoveries: about 9 % from the manure N inputs, lower than the 22 to 25 % from the fertilizer N inputs. The manure N recovered belowground in soil and roots ranged from 82 to 88 %. The low recoveries of N by the aboveground and low soil inorganic nitrate (NO3-N) and ammonium (NH4-N) content after the third harvested suggested that most of the 15N recovered belowground was in the soil organic form. The losses from manure N inputs ranged from 3 to 11 %, lower than the 34 to 39 % lost from fertilizer N sources. Our study shows that excessive applications of manure or fertilizer N that are traditionally used in this region will not increase the rate of N uptake by aboveground compartment but will increase the potential for N losses to the environment.

Comportamento e impacto ambiental de antibióticos usados na produção animal brasileira

Antibióticos têm sido utilizados em grandes quantidades nas criações animais. Muitas dessas moléculas não são totalmente metabolizadas no organismo animal e seus resíduos têm sido detectados em amostras de solo, água superficial e subterrânea. A ocorrência desses resíduos no ambiente pode favorecer a resistência de microrganismos aos agentes antibióticos, além de causar problemas de ordem toxicológica a determinados organismos vivos. Os antibióticos de uso veterinário são, no geral, representados por moléculas anfóteras, com vários grupos funcionais ionizáveis (diferentes valores de pKa), massas molares bastante variáveis (172 a 916 g mol-1) e baixos potenciais de volatilização (pressão de vapor < 1,1 x 10-11 mm Hg). Em relação aos pesticidas, esses compostos apresentam maiores valores de solubilidade em água e menores valores de coeficiente de partição n-octanol-água (log Kow), provavelmente devido à presença de muitos grupos funcionais ionizáveis, o que sugere menor potencial de bioacumulação e maior mobilidade no solo. No presente trabalho avaliam-se o uso de antibióticos e a importância da produção animal no Brasil, aspectos do seu comportamento ambiental em condições de clima temperado e, por fim, enfatiza-se a necessidade de conduzir investigações sobre sua ocorrência e comportamento em solos muito intemperizados, predominantes nos ambientes tropicais.

Morphostructural characterization of soil conventionally tilled with mechanized and animal traction with and without cover crop

The structural stability and restructuring ability of a soil are related to the methods of crop management and soil preparation. A recommended strategy to reduce the effects of soil preparation is to use crop rotation and cover crops that help conserve and restore the soil structure. The aim of this study was to evaluate and quantify the homogeneous morphological units in soil under conventional mechanized tillage and animal traction, as well as to assess the effect on the soil structure of intercropping with jack bean (Canavalia ensiformis L.). Profiles were analyzed in April of 2006, in five counties in the Southern-Central region of Paraná State (Brazil), on family farms producing maize (Zea mays L.), sometimes intercropped with jack bean. The current structures in the crop profile were analyzed using Geographic Information Systems (GIS) and subsequently principal component analysis (PCA) to generate statistics. Morphostructural soil analysis showed a predominance of compact units in areas of high-intensity cultivation under mechanized traction. The cover crop did not improve the structure of the soil with low porosity and compact units that hamper the root system growth. In areas exposed to animal traction, a predominance of cracked units was observed, where roots grew around the clods and along the gaps between them.

Recovery of soil physical properties by green manure, liming, gypsum and pasture and spontaneous native species¹

Inadequate usage can degrade natural resources, particularly soils. More attention has been paid to practices aiming at the recovery of degraded soils in the last years, e.g, the use of organic fertilizers, liming and introduction of species adapted to adverse conditions. The purpose of this study was therefore to investigate the recovery of physical properties of a Red Latosol (Oxisol) degraded by the construction of a hydroelectric power station. In the study area, a soil layer about 8m thick had been withdrawn by heavy machines leading not only to soil compaction, but resulting in high-degree degradation. The experiment was arranged in a completely randomized design with nine treatments and four replications. The treatments consisted of: 1- soil mobilization by tilling (to ensure the effect of mechanical mobilization in all treatments) without planting, but growth of spontaneous vegetation; 2- Black velvet bean (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy); 3- Pigeonpea (Cajanus cajan (L.) DC); 4- Liming + black velvet bean; 5-Liming + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean (Canavalia ensiformis); 6- Liming + gypsum + black velvet bean; 7- Liming + gypsum + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean; and two controls as reference: 8- Native Cerrado vegetation and 9- bare soil (no tilling and no planting), left under natural conditions and in this situation, without spontaneous vegetation. In treatments 1 through 7, the soil was tilled. Treatments were installed in 1992 and left unmanaged for seven years, until brachiaria (Brachiaria decumbens) was planted in all plots in 1999. Seventeen years after implantation, the properties soil macroporosity, microporosity, total porosity, bulk density and aggregate stability were assessed in the previously described treatments in the soil layers 0.00-0.10; 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m, and soil Penetration Resistance and soil moisture in 0.00-0.15 and 0.15-0.30 m. The plants were evaluated for: brachiaria dry matter and spontaneous growth of native tree species in the plots as of 2006. Results were analyzed by variance analysis and Tukey´s test at 5 % for mean comparison. In all treatments, except for the bare soil (no recovery measures), ongoing recovery of the degraded soil physical properties was observed. Macroporosity, soil bulk density and total porosity were good soil quality indicators. The occurrence of spontaneous native species indicated the soil recovery process. The best adapted species was Machaerium acutifolium Vogel, with the largest number of plants and most advanced development; the dry matter production of B. decumbens in recovering soil was similar to normal conditions, evidencing soil recovery.

Phosphorus accumulation and pollution potential in a hapludult fertilized with pig manure

Successive applications of pig litter to the soil surface can increase the phosphorus (P) content and alter its adsorption, promoting P transfer to surface or subsurface waters. The purpose of this study was to evaluate P accumulation and the pollution potential of a soil after application of pig litter. In March 2010, eight years after the installation of an experiment in Braço do Norte, Santa Catarina, SC, Brazil, on a Typic Hapludult, soil was sampled (layers 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-15, 15-20 and 20-30 cm) after the following fertilization treatments: no pig litter fertilization, pig slurry application and pig manure application. In this period, 694 and 1,890 kg P2O5 ha-1 were applied in the treatments with pig slurry and pig manure, respectively. The P content was determined, based on Mehlich-1, anion exchange resin (AER), 0.01 mol L-1 CaCl2 and total P in the samples. The adsorption isotherm parameters were also determined by the Langmuir and Koski-Vähälä & Hartikainem models in the layers 0-2.5 and 20-30 cm. The application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure led to P accumulation, as evidenced by Mehlich-1, down to a depth of 15 cm, by AER and 0.01 mol L-1 CaCl2 down to 20 cm and by total P to 30 cm. After application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure, the values of maximum P adsorption capacity were lowest in the deepest layer (20-30 cm), indicating the occupation of part of the adsorption sites of the particles. The application of swine manure to the soil over eight years increased the P quantity in the soil solution of the surface layer, indicating environmental contamination risk for surface and subsurface waters.

ORGANIC PHOSPHORUS FRACTIONS IN SOIL FERTILIZED WITH CATTLE MANURE

Inorganic phosphorus (Pi) usually controls the P availability in tropical soils, but the contribution of organic P (Po) should not be neglected, mainly in systems with low P input or management systems that promote organic matter accumulation. The aims of this study were to evaluate the changes in the Po fractions over time in soil fertilized and not fertilized with cattle manure and to correlate Po forms with available P extracted by anion exchange resin. The experiment was carried out under field conditions, in a sandy-clay loam Haplustox. The experimental design was a 2 × 9 randomized complete block factorial design, in which the first factor was manure application (20 t ha-1) or absence, and the second the soil sampling times (3, 7, 14, 21, 28, 49, 70, 91, and 112 days) after manure incorporation. Labile, moderately labile and non-labile Po fractions were determined in the soil material of each sampling. Manure fertilization increased the Po levels in the moderately labile and non-labile fractions and the total organic P, but did not affect the Po fraction proportions in relation to total organic P. On average, 5.1 % of total Po was in the labile, 44.4 % in the moderately labile and 50.5 % in the non-labile fractions. Available P (resin P) was more affected by the manure soluble Pi rather than by the labile Po forms. The labile and non-labile Po fractions varied randomly with no defined trend in relation to the samplings; for this reason, the data did not fit any mathematical model.

Altura de Pastejo de Braquiária e Carga Animal Limitada pelos Atributos Físicos do Solo em Sistema Integração Lavoura-Pecuária com Soja

O manejo da altura de pastejo das forrageiras pelos bovinos pode comprometer os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da altura de pastejo de braquiária (Urochloa ruziziensis) e a carga animal média, após três anos de sistema integração lavoura-pecuária com soja, nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico típico. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com três repetições. Cinco tratamentos com 10, 20, 30 e 40 cm de altura de pastejo, após 84 dias de pastejo contínuo mantidos com carga variável de bovinos, e um tratamento testemunha sem pastejo foram avaliados em parcelas experimentais de 1 ha. Em novembro de 2012, após o terceiro período de pastejo, com carga animal média de 1.262, 919, 892 e 724 kg ha-1 de peso vivo, respectivamente, para as alturas de pastejo de 10, 20, 30 e 40 cm, coletaram-se amostras indeformadas de solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, as quais foram utilizadas para determinar as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração e a densidade do solo (Ds), bem como para calcular o intervalo hídrico ótimo (IHO). A menor Ds ocorreu na camada de 0-10 cm para a altura de pastejo de 31 cm da braquiária que correspondeu a 72 % da carga animal máxima. O maior IHO ocorreu na camada de 10-20 cm para a altura de pastejo de 23 cm da braquiária que correspondeu a 83 % da carga animal máxima. O manejo da altura de pastejo da braquiária foi limitado em 23 cm pela maior carga animal e melhores atributos físicos na camada de 10-20 cm do Latossolo Vermelho distrófico típico.

Determinação da composição mineral de subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal, pela técnica de ativação neutrônica

O presente trabalho teve como objetivo analisar alguns subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal e identificar os principais minerais presentes. Amostras de farelos de algodão, arroz, canola, soja e trigo; farinhas de peixe, carne e penas + vísceras; cascas de algodão, arroz, laranja; bagaços de tomate e de laranja foram coletadas em diferentes locais de produção. O método analítico empregado foi a análise por ativação com nêutrons seguida de espectrometria gama. Os níveis de minerais encontrados em todas as amostras, inclusive aqueles considerados tóxicos, tais como As, Cd e Hg, não excederam os limites máximos permitidos em dietas para animais domésticos. Os valores obtidos foram comparados com os comumente encontrados em forragens.

PRODUÇÃO ANIMAL EM PASTAGEM DE MILHETO SOB DIFERENTES NÍVEIS DE NITROGÊNIO

O experimento foi conduzido em área da Universidade Federal de Santa Maria, RS, com o objetivo de verificar os efeitos de três níveis de adubação nitrogenada (0, 150 e 300 kg/ha de N) em pastagem de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) cv. Comum, sobre a produção animal. Foram utilizados novilhos de corte e avaliados o desempenho por animal, o número de animais.dia/ha e o ganho de peso vivo por área. O sistema de pastejo adotado foi o contínuo, com ajustes de carga para manter uma pressão de pastejo de 10%, caracterizando um resíduo médio de 3.168 kg de matéria seca/ha. As variáveis dependentes mostraram relação linear positiva com os níveis de adubação nitrogenada, o que denota o alto potencial do milheto.

Desempenho animal em pasto de aveia e azevém com distintas biomassas de lâminas foliares

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biomassas de lâminas foliares no desempenho animal. Utilizou-se mistura de aveia (Avena strigosa Schreb) e azevém (Lolium multiflorum Lam.), para determinar quantidades adequadas de sua biomassa no manejo da pastagem. Foram realizados dois experimentos, na estação fria de 2002 e 2003. Na avaliação de 2002, os valores de biomassa de lâminas foliares foram de 360 kg ha-1 (baixa) e 630 kg ha-1 (alta). Em 2003, foram obtidas biomassas de 352, 422 e 507 kg ha-1, classificadas como baixa, média e alta, respectivamente. O método de pastejo foi contínuo, com taxa de lotação variada; os animais utilizados foram terneiros da raça Charolês e cruzados com Nelore, com idade inicial de nove meses. As variáveis de produção animal avaliadas, nos dois anos, foram: ganho médio diário, carga animal e ganho de peso vivo por área. As distintas biomassas de lâminas foliares mantidas não são fatores limitantes ao desempenho animal.

Seleção tradicional e associada a marcadores moleculares na avaliação genética animal

O objetivo deste trabalho foi comparar a seleção, utilizando valores genéticos preditos pelo BLUP clássico (BLUP), BLUP marcadores (BLUPM) e pela seleção individual (SI), usando simulação com o programa Genesys. Para obter a matriz de similaridade genética utilizada no BLUPM, foram simulados cem marcadores moleculares do tipo microssatélite (SSR - Simple Sequence Repeat), por meio de um coeficiente de similaridade correspondente à distância euclideana média para dados quantitativos. A fim de comparar os diferentes métodos, utilizaram-se populações com tamanho efetivo de 66,66 e média de 30 repetições, avaliando-se os valores fenotípicos médios. Os ganhos ao longo das 20 gerações de seleção foram maiores para o BLUP em relação ao BLUPM, e este foi superior à SI. Quanto ao ganho obtido nas cinco primeiras gerações, o BLUPM apresentou ganhos semelhantes ao BLUP e superiores à SI. Diferentes sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados não revelaram diferenças em ganho genético nos métodos baseados no BLUP.

Green manure incorporation timing for organically grown broccoli

The objective of this work was to determine the effect of incorporation timing of the velvet bean (Stizolobium cinereum) (GM) on both organic broccoli yield and N status. Mineral N content in the soil, biologically fixed N recovery by broccoli, GM biomass decomposition and N release kinetics were also determined. Plots were fertilized with 12 Mg ha-1 of organic compost and received GM either at 0, 15, 30 or 45 days after transplant. Other treatments were compost (12 or 25 Mg ha-1), GM, mineral fertilizers and control (no fertilizer). The data were collected in four completely randomized blocks. GM decomposition increased mineral N content in soil as rapidly as mineral fertilizer or the supply of 25 Mg ha-1 of compost. The N half-life in GM (24 days) is smaller than the mass half-life (35 days) and the biological fixation contributed with 23.6% of N present in the aboveground biomass of broccoli. The result suggests a higher synchrony between the crop relative growth rate and N release from the GM when incorporated at crop early growth stage. The incorporation of GM until 15 days after transplanting replaces 50% of the highest compost dose, without yield loss.

Rastreabilidade de subprodutos de origem animal em dietas com levedura e trigo para frangos

O objetivo deste trabalho foi rastrear a inclussão de farinhas de origem animal em rações para frango de corte com ou sem levedura de cana-de-açúcar e farelo de trigo, por meio da análise do músculo peitoral das aves pelas técnicas dos isótopos estáveis de carbono e nitrogênio. Foram utilizados 210 pintos machos (Cobb), com um dia de idade, distribuídos aleatoriamente em sete tratamentos de 30 aves cada, tendo sido um tratamento controle (dieta vegetal) e seis com inclusão de farinha de carne e ossos bovina ou farinha de vísceras de aves na dieta, com ou sem levedura de cana-de-açúcar e farelo de trigo. Aos 42 dias de idade, foram abatidas quatro aves, por tratamento, escolhidas ao acaso, cujo músculo peitoral foi retirado para análise da razão isotópica. Os resultados obtidos foram submetidos à análise multivariada. Os tratamentos experimentais diferiram do tratamento controle, e foi identificada a inclusão de farinha de origem animal, pelas técnicas dos isótopos estáveis, mesmo com inclusão de levedura ou farelo de trigo na dieta.