Adubação orgânica da batata com esterco e, ou, Crotalaria juncea: II - disponibilidade de N, P e K no solo ao longo do ciclo de cultivo

Os solos do Agreste paraibano têm baixa fertilidade e a prática usual de adubação é a incorporação de esterco na época do plantio. Entretanto, dependendo da qualidade do esterco, essa prática pode causar a imobilização de nutrientes do solo durante os primeiros meses de cultivo. É possível que o cultivo e incorporação de Crotalaria juncea, combinado com o esterco, possa promover mineralização mais sincronizada com a demanda de nutrientes pelas plantas. No presente estudo, realizado em 2003, foram conduzidos experimentos de campo e em casa de vegetação para testar essa hipótese. As parcelas de campo foram previamente cultivadas com batata no período de 1996 a 2002 e submetidas anualmente aos seguintes tratamentos: plantio e incorporação da crotalária na época da floração (C); adição de 15 t ha-1 de esterco (E); plantio e incorporação de crotalária + 7,5 t ha-1 de esterco (CE); e testemunha, sem esterco ou crotalária (T). Em 2003, foram aplicados os mesmos tratamentos de adubação orgânica e foi avaliada a dinâmica da decomposição e liberação de nutrientes pelo material vegetal e esterco contidos em sacolas de náilon incorporadas ao solo das parcelas de campo. Também se avaliou a dinâmica da disponibilidade de N, P e K no solo das parcelas de campo, por meio de coletas periódicas de solo. No ensaio em casa de vegetação, foram realizados cultivos sucessivos de capim-buffel (Cenchrus ciliaris L.) por um período de 300 dias, utilizando-se amostras do solo das parcelas de campo. As perdas de massa e nutrientes do material incorporado ao solo foram maiores nos primeiros 30 dias da incubação, em todos os tratamentos. No final do ensaio, as proporções de matéria seca e nutrientes remanescentes foram maiores nos tratamentos E e CE que nos tratamentos C e T. No solo das parcelas de campo, o tratamento E aumentou os teores de P e K extraíveis (Mehlich-1) do solo ao longo do período do estudo, porém provocou a imobilização de N do solo nas primeiras semanas. O tratamento C aumentou o teor de N mineral do solo no período imediatamente após a incorporação, mas não aumentou o teor de P e K extraíveis. No ensaio em casa de vegetação, o capim-buffel acumulou mais biomassa aérea e nutrientes no primeiro corte, 35 dias após o transplantio do capim, no solo do tratamento CE. Nos cortes subseqüentes, o tratamento E levou à maior produção de biomassa e acumulação de nutrientes, indicando que a limitação de N no período inicial após a incorporação de esterco ao solo prejudicou o crescimento do buffel. Os resultados corroboram a hipótese de que o plantio e incorporação da crotalária, combinado com a aplicação de apenas a metade da dose usual de esterco caprino, promoveu mineralização de nutrientes mais sincronizada com as necessidades das culturas agrícolas, pois foi capaz de evitar a imobilização de N do solo no período inicial de cultivo e elevou os teores de P e K disponíveis ao longo de todo o período.

Potential use of a chemical leaching reject from a kaolin industry as agricultural fertilizer

The industrial refining of kaolin involves the removal of iron oxides and hydroxides along with other impurities that cause discoloration of the final product and depreciate its commercial value, particularly undesirable if destined to the paper industry. The chemical leaching in the industrial processing requires treatments with sodium hyposulfite, metallic zinc, or sulfuric and phosphoric acids, in order to reduce, dissolve and remove ferruginous compounds. To mitigate the environmental impact, the acidic effluent from the leaching process must be neutralized, usually with calcium oxide. The resulting solid residue contains phosphorous, zinc, and calcium, among other essential nutrients for plant growth, suggesting its use as a macro and micronutrient source. Samples of such a solid industrial residue were used here to evaluate their potential as soil fertilizer in an incubation greenhouse experiment with two soil samples (clayey and medium-textured). The small pH shift generated by applying the residue to the soil was not a limiting factor for its use in agriculture. The evolution of the concentrations of exchangeable calcium, and phosphorous and zinc extractability by Mehlich-1 extractant during the incubation period confirms the potential use of this industrial residue as agricultural fertilizer.

Crescimento, partição de matéria seca e retenção de Na+, K+ e Cl- em dois genótipos de sorgo irrigados com águas salinas

Os mecanismos de tolerância à salinidade são complexos e dependem de mudanças fisiológicas e anatômicas que ocorrem na planta inteira. Este trabalho teve como objetivo avaliar a retenção de íons, o crescimento e a partição de matéria seca em dois genótipos de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench] irrigados com água com crescentes níveis de salinidade. Sementes selecionadas foram germinadas em vasos com 12 kg de Argissolo Vermelho-Amarelo textura arenosa em condições de casa de vegetação. O delineamento foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 5, composto por dois genótipos (CSF 18, sensível, e CSF 20, tolerante) e cinco concentrações de sais na água de irrigação, correspondentes às condutividades elétricas (CEa) de 0,5 (controle), 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0 dS m-1, com quatro repetições. A aplicação dos tratamentos (concentrações de sais) teve início aos cinco dias após a emergência, e a coleta das plantas foi realizada aos 44 dias depois do início dos tratamentos. Foram determinadas a produção e a partição de matéria seca, bem como a distribuição das raízes nos vasos e os teores de íons (Na+, K+ e Cl-) nas diversas partes da planta. A salinidade reduziu a área foliar e a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes; a redução no crescimento da parte aérea foi maior no genótipo CSF 18. A salinidade alterou a partição de fotoassimilados de forma similar nos dois genótipos, resultando em aumento na proporção entre fontes e drenos, o que pode contribuir para a aclimatação das plantas ao estresse salino. As plantas de sorgo mostraram eficiente mecanismo de retenção de Na+, prevenindo seu acúmulo nos tecidos foliares. Esse mecanismo, no entanto, provocou diminuição na suculência foliar. Os teores foliares de K+ e a retenção de Na+ nos colmos foram maiores no genótipo CSF 20 (tolerante).

Kinetics of K release from soils of Brazilian coffee regions: effect of organic acids

Kinetic studies on soil potassium release can contribute to a better understanding of K availability to plants. This study was conducted to evaluate K release rates from the whole soil, clay, silt, and sand fractions of B-horizon samples of a basalt-derived Oxisol and a sienite-derived Ultisol, both representative soils from coffee regions of Minas Gerais State, Brazil. Potassium was extracted from each fraction after eight different shaking time periods (0-665 h) with either 0.001 mol L-1 citrate or oxalate at a 1:10 solid:solution ratio. First-order, Elovich, zero-order, and parabolic diffusion equations were used to parameterize the time dependence of K release. For the Oxisol, the first-order equation fitted best to the experimental data of K release, with similar rates for all fractions and independent of the presence of citrate or oxalate in the extractant solution. For all studied Ultisol fractions, in which K release rates increased when extractions were performed with citrate solution, the Elovich model described K release kinetics most adequately. The highest potassium release rate of the Ultisol silt fraction was probably due to the transference of "non-exchangeable" K to the extractant solution, whereas in the Oxisol exchangeable potassium represented the main K source in all studied fractions.

Cation dynamics in soils with different salinity levels growing irrigated rice

Salinity levels in soils of the Outer Coastal Plain of Rio Grande do Sul, Brazil, can be high, due to excess of Na in the irrigation water, evapotranspiration and soil development from marine sediments. The cultivation of irrigated rice could be an alternative, since ion uptake as well as leaching by the establishment of a water layer could mitigate the effects of soil salinity. This study aimed to evaluate the dynamics of basic cations in the solution of Albaqualf soils with different salinity levels growing irrigated rice. The plow layer contained exchangeable Na percentages (ESP) of 5.6, 9.0, 21.2 and 32.7 %. The plant stand, dry matter, Na, K and Ca + Mg uptake at full flowering and grain yield were evaluated. The levels of Na, K, Ca + Mg and electrical conductivity (EC) in the soil solution were also measured weekly during the rice cycle at four soil depths, in the water layer and irrigation water. The Na, K and Ca + Mg uptake by rice at full flowering was used to estimate ion depletion from the layer under root influence. Soil salinity induced a reduction in the rice stand, especially in the soil with ESP of 32.7 %, resulting in lower cation uptake and very low yield at that site. As observed in the water layer and irrigation water, the Na, K, Ca + Mg and EC levels in the soil solution decreased with time at depths of 5, 10 and 20 cm, regardless of the original soil salinity, showing that cation dynamics in the plow layer was determined by leaching and root uptake, rather than by the effect of evapoconcentration of basic cations in the soil surface layer.

Nitrogen fertilizer use efficiency, recovery and leaching of an alexandergrass pasture

Nitrogen usually determines the productive potential of forage crops, although it is highly unstable in the environment. Studies on recovery rates and use efficiency are important for more reliable fertilizer recommendations to reduce costs and avoid environmental pollution. The purpose of this study was to evaluate N use efficiency and recovery rate of Alexandergrass pasture (Brachiaria - Syn. Urochloa plantaginea) as well as N-NO3- and N-NH4+ soil concentrations using different levels of N fertilization under two grazing intensities. The experiment was arranged in a randomized block design in a factorial scheme with three replications. Treatments consisted of three N rates (0, 200 and 400 kg ha-1 N) and two grazing intensities termed low mass (LM; forage mass of 2,000 kg ha-1 of DM) and high mass (HM; forage mass of 3,600 kg ha-1 of DM) under continuous stocking and variable stocking rates. Results of N fertilization with 200 kg ha-1 were better than with 400 kg ha-1 N. There was a significant effect of N rates on soil N-NO3-concentration with higher levels in the first layer of the soil profile in the treatment with 400 kg ha-1 N. Grazing intensity also affected soil N-NO3- concentration, by increasing the levels under the higher stocking rate (lower forage mass).

Adubação N-P-K e o desenvolvimento, produtividade e qualidade dos frutos do abacaxi 'gold' (MD-2)

O abacaxi Gold (MD-2) tem atraído interesse no Brasil, visando à exportação. No entanto, há poucas informações científicas no País sobre o manejo nutricional dessa cultivar. O presente trabalho teve por objetivo determinar o efeito da adubação com N, P e K no estado nutricional da planta, no desenvolvimento, na produtividade e na qualidade dos frutos do abacaxi MD-2. Foram avaliados os efeitos de cinco doses de N, cinco de P2O5 e cinco de K 2O sobre as características de crescimento da folha D e do fruto, bem como sobre os teores de N, P e K das folhas D e as características de qualidade do fruto. Concluiu-se que as maiores produtividade e massa de fruto foram obtidas com a aplicação de 650,6 kg ha-1 de N e 735,9 kg ha-1 de K2O, correspondendo a 12,7 e 14,4 g/planta de N e K2O, respectivamente. Nesse caso, a indução floral deve ser recomendada quando a folha D apresentar comprimento > 75,5 cm. Os valores das características de qualidade do fruto diminuíram com a aplicação de N e aumentaram com a adição de P e K, sendo que as doses máximas de 205,8 kg ha-1 de P2O5 e 703,4 kg ha-1 de K2O corresponderam a 4,01 e 13,7 g/planta de N e K2O, respectivamente.

Induction of a geochemical barrier for As, Fe and S immobilization in a sulfide substrate

Acid mine drainage (AMD) is an environmental concern due to the risk of element mobilization, including toxic elements, and inclusion in the food chain. In this study, three cover layers were tested to minimize As, Fe and S mobilization from a substrate from former gold mining, containing pyrite and arsenopyrite. For this purpose, different layers (capillary break, sealant and cover layer) above the substrate and the induction of a geochemical barrier (GB) were used to provide suitable conditions for adsorption and co-precipitation of the mobilized As. Thirteen treatments were established to evaluate the leaching of As, Fe and S from a substrate in lysimeters. The pH, As, Fe, S, Na, and K concentrations and total volume of the leachates were determined. Mineralogical analyses were realized in the substrate at the end of the experimental period. Lowest amounts of As, Fe and S (average values of 5.47, 48.59 and 132.89 g/lysimeter) were leached in the treatments that received Na and K to induce GB formation. Mineralogical analyses indicated jarosite formation in the control treatment and in treatments that received Na and K salts. However, the jarosite amounts in these treatments were higher than in the control, suggesting that these salts accelerated the GB formation. High amounts of As, Fe and S (average values of 11.7, 103.94 and 201.13 g/lysimeter) were observed in the leachate from treatments without capillary break layer. The formation of geochemical barrier and the use of different layers over the sulfide substrate proved to be efficient techniques to decrease As, Fe and S mobilization and mitigate the impact of acid mine drainage.

Year-round poultry litter decomposition and N, P, K and Ca release

Poultry litter is an important nutrient source in agriculture, although little information is available regarding its decomposition rate and nutrient release. To evaluate these processes, poultry litter (PL) was applied to the soil to supply 100, 200 and 300 kg ha-1 N contained in 4,953, 9,907 and 14,860 kg ha-1 PL, respectively. The litter bag technique was used to monitor the process of decomposition and nutrient release from the litter. These bags were left on the soil surface and collected periodically (after 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, and 365 days). The dry matter (DM) loss was highest (35 %) after the first 30 days of field incubation. The highest nutrient release occurred in the first 60 days on the field, when 40, 34, 91, and 39 %, respectively, of N, P, K, and Ca of the initial PL dry matter (4,860 kg ha-1) was already released to the soil. In absolute terms, these percentages represent 40, 23, 134, and 69 kg ha-1 of N, P, K, and Ca and these values doubled and tripled as the PL fertilization rates increased to 9,907 and 14,860 kg ha-1, respectively. After one year of field incubation, the residual contents in the litter were 27, 15, 18 and 30 % of the initial DM , and N, P and Ca, respectively. The release rate of K was the fastest and 91 % of the K had been released from the PL after 30 days of field incubation.

Estimating subsoil resistance to nitrate leaching from easily measurable pedological properties

Leaching of nitrate (NO3-) can increase the groundwater concentration of this anion and reduce the agronomical effectiveness of nitrogen fertilizers. The main soil property inversely related to NO3- leaching is the anion exchange capacity (AEC), whose determination is however too time-consuming for being carried out in soil testing laboratories. For this reason, this study evaluated if more easily measurable soil properties could be used to estimate the resistance of subsoils to NO3- leaching. Samples from the subsurface layer (20-40 cm) of 24 representative soils of São Paulo State were characterized for particle-size distribution and for chemical and electrochemical properties. The subsoil content of adsorbed NO3- was calculated from the difference between the NO3- contents extracted with 1 mol L-1 KCl and with water; furthermore, NO3- leaching was studied in miscible displacement experiments. The results of both adsorption and leaching experiments were consistent with the well-known role exerted by AEC on the nitrate behavior in weathered soils. Multiple regression analysis indicated that in subsoils with (i) low values of remaining phosphorus (Prem), (ii) low soil pH values measured in water (pH H2O), and (iii) high pH values measured in 1 moL L-1 KCl (pH KCl), the amounts of surface positive charges tend to be greater. For this reason, NO3- leaching tends to be slower in these subsoils, even under saturated flow condition.

Available content, surface runoff and leaching of phosphorus forms in a typic hapludalf treated with organic and mineral nutrient sources

The application of animal manure to soil can increase phosphorus availability to plants and enhance transfer of the nutrient solution drained from the soil surface or leached into the soil profile. The aim of this study was to evaluate the effect of successive applications of organic and mineral nutrient sources on the available content, surface runoff and leaching of P forms in a Typic Hapludalf in no-tillage systems. Experiment 1 was set up in 2004 in the experimental area of UFSM, in Santa Maria (RS, Brazil). The treatments consisted of: control (without nutrient application) and application of pig slurry (PS), pig deep-litter (PL), cattle slurry (CS), and mineral fertilizers (NPK). The rates were determined to meet the N crop requirements of no-tillage black oat and maize, grown in the 2010/2011 growing season. The soil solution was collected after each event (rain + runoff or leaching) and the soluble, particulate and total P contents were measured. In November 2008, soil was collected in 2 cm intervals to a depth of 20 cm, in 5 cm intervals to a depth of 40 cm, and in 10 cm intervals to a depth of 70 cm. The soil was dried and ground, and P determined after extraction by anion exchange resin (AER). In experiment 2, samples collected from the Typic Hapludalf near experiment 1 were incubated for 20, 35, 58, 73 and 123 days after applying the following treatments: soil, soil + PS, soil + PL, soil + CS and soil + NPK. Thereafter, the soil was sampled and P was analyzed by AER. The applications of nutrient sources over the years led to an increase in available P and its migration in the soil profile. This led to P transfer via surface runoff and leaching, with the largest transfer being observed in PS and PL treatments, in which most P was applied. The soil available P and P transfer via surface runoff were correlated with the amounts applied, regardless of the P source. However, P transfer by leaching was not correlated with the applied nutrient amount, but rather with the solution amount leached in the soil profile.

Decomposição e liberação de N, P e K de esterco bovino e de cama de frango isolados ou misturados

A utilização de resíduos orgânicos de origem animal na adubação das culturas demanda informações sobre a dinâmica de decomposição e mineralização de nutrientes neles contidos. Este trabalho objetivou avaliar a decomposição e a liberação de N, P e K dos resíduos orgânicos esterco bovino e cama de frango isolados ou misturados, em Argissolo Vermelho-Amarelo, da região de Tabuleiros Costeiros paraibanos. O experimento foi conduzido em delineamento experimental de blocos casualizados, utilizando-se o método das sacolas de decomposição (litterbag), com os tratamentos arranjados em esquema fatorial 3 × 2 × 6, referentes a três resíduos orgânicos: esterco bovino (EB), cama de frango (CF) e a mistura desses resíduos na proporção de 1:1, denominada de esterco misto (EM); duas camadas de incorporação (0-10 e 10-20 cm); e seis períodos de avaliação (0, 30, 90, 150, 210 e 270 dias após a aplicação - DAA) com três repetições. Os resultados revelaram que a profundidade de incorporação não influenciou a decomposição dos resíduos EB e EM, que essa foi mais rápida na CF (0,0035 g dia-1), mais lenta no EB (0,0010 g dia-1) e ocorreu numa velocidade intermediária no EM (0,0020 g dia-1). Houve liberação mais rápida de N no EM (0,0011 g dia-1), de P no EB (0,0040 g dia-1) e de K na CF (0,0025 g dia-1), com tendência de aumento na liberação de N na CF e de P em todos os resíduos com a incorporação desses na camada de 10-20 cm. Após 270 DAP, estimou-se que a liberação de nutrientes pelos resíduos EB, CF e EM, em relação ao teor inicial, foi de 5,0; 15,0; e 28,0 %, para N; 80,0; 68,0; e 47,0 %, para P; e 20,0; 53,0; e 32,0 %, para K. Em valores absolutos, esses percentuais representaram, respectivamente, 19,0; 103,5; e 149,5 kg ha-1 de N; 28,0; 18,0; e 15,0 kg ha-1 de P; e 75,0; 493,0; e 209,0 kg ha-1 de K. Os resíduos orgânicos se evidenciaram fontes inadequadas para suprir isoladamente a demanda nutricional de culturas de ciclo curto nesses solos.

RESERVA MINERAL DE K POR DIFERENTES MÉTODOS EM ARGISSOLOS SUBTROPICAIS

A integração de métodos químicos de extração e a difração de raios-X podem ampliar o entendimento das formas de reserva de K+ nas frações do solo e o seu potencial de liberação para as plantas. Os objetivos deste estudo foram empregar os métodos de extração química para estimar a reserva mineral de K+ das frações areia, silte e argila de solos subtropicais, associar os mecanismos de extração com as formas liberadas do nutriente e acompanhar a dinâmica dessa liberação em estudo de cinética. As frações areia, silte e argila dos horizontes A e Bt de três Argissolos subtropicais foram submetidas à extração de formas não trocáveis e estruturais de K+pelos métodos: ácido oxálico 0,01 mol L-1 (cinética de liberação até o tempo acumulado de 2.889 h); HNO3 1 mol L-1 fervente; NaHSO4 na forma de cristais; e HNO3/HF/H2SO4 concentrados (teores totais). A fração argila também foi submetida a tratamento com NaOH 5 mol L-1. As esmectitas dioctaedrais na fração argila foram consideradas importantes na dinâmica de liberação de formas de reserva de K+. A maior e menor liberação de formas não trocáveis e estruturais de K+ foram pela extração com NaHSO4 e pelo ataque ácido com HNO3, respectivamente. Com os dados da cinética de liberação de K+ é possível concluir que as plantas cultivadas, nos Argissolos estudados, no longo dos anos nos solos estariam bem nutridas a partir de formas não trocáveis e estruturais de K+.

Espectros Vis-NIR do Solo e Fuzzy K-Médias Aplicados na Delimitação de Unidades de Mapeamento de Solos em Topossequências

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.

Boron Leaching Decreases withIncreases on Soil pH

ABSTRACT Management of boron fertilization depends on the magnitude of B leaching in the soil profile, which varies proportionally with the concentration of B in the soil solution, which, in turn, decreases as the soil pH increases due to the higher sorption of B on soil solid surfaces. The objective of this study was to quantify the effect of liming and rates of B applied to the soil on B leaching. The experiment was carried out in the laboratory in 2012, and treatments consisted of a factorial combination of two rates of liming (without and with lime to raise the soil pH to 6.0) and five rates of B (0, 10, 20, 50 and 100 mg kg-1, as boric acid). A Typic Rhodudalf was used, containing 790 g kg-1 clay and 23 g kg-1 organic matter; the pH(H2O) was 4.6. Experimental units were composed of PVC leaching columns (0.10 m in diameter) containing 1.42 kg of soil (dry base). Boron was manually mixed with the top 0.15 m of the soil. After that, every seven days for 15 weeks, 300 mL of distilled water were added to the top of each column. In the percolated solution, both the volume and concentration of B were measured. Leaching of B decreased with increased soil pH and, averaged across the B rates applied, was 58 % higher from unlimed (pH 4.6) than from limed (pH 6.6) samples as a result of the increase in B sorption with higher soil pH. In spite of its high vertical mobility, the residual effect of B was high in this oxisol, mainly in the limed samples where 80 % of B applied at the two highest rates remained in the soil, even after 15 water percolations. Total recovery of applied B, including leached B plus B extracted from the soil after all percolations, was less than 50 %, showing that not all sorbed B was quantified by the hot water extraction method.