Sewage sludge as nitrogen and phosphorus source for cane-plant and first ratoon crops

The use of sewage sludge in Brazilian agriculture was regulated by the resolution no. 375 Conama, in 2006. However, there is a lack of research to adequate the mineral N and P fertilizer doses to be applied in agricultural fields treated with this residue. In a field experiment, the effects of application rates of sewage sludge and mineral N and P fertilizers on the productivity and technical characteristics of the cane-plant and first ratoon (residual effect) crops were evaluated. Four doses of sewage sludge (0, 3.6, 7.2 and 10.8 t ha-1, dry base), of N (0, 30, 60 and 90 kg ha-1) and of P2O5 (0, 60, 120 and 180 kg ha-1) were combined in a factorial and laid out on randomized block design, a with two replications. To evaluate the residual effect of the sludge, 120 kg ha-1 N and 140 kg ha-1 of K2O were applied in all plots. Sludge application at cane planting, with or without N and/or P fertilizer increased the stalk yield from 84 up to 118 t ha-1, with no alteration in the sugarcane quality, compared with the application of NPK fertilizer alone, resulting in a stalk yield of 91 t ha-1. The study of the response surface for stalk yield on lowfertility soil was the basis for a recommendation of mineral N and P fertilizer doses for sugarcane implantation as related to sewage sludge application rates. It was also concluded that a sludge application of 10.8 t ha-1, which is the sludge dose established based on the N criterion according to the resolution Conama nº 375, could a) reduce the use of mineral N by 100 % and of P2O5 by 30 %, with increments of 22 % in stalk yield, as a direct effect of sludge application to cane plant crop, and b) increase the stalk yield in the second harvest (first ratoon) by up to 12 % and sugar yield by up to 11 %, by the residual effect of sludge application to sugar cane.

Efeito residual da adubação na cana-planta e da adubação nitrogenada e potássica na cana-soca colhidas com e sem a queima da palhada

A aplicação de vinhaça na cana-de-açúcar, complementada com adubação nitrogenada e manutenção da palhada na superfície do solo, melhoram as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, podendo resultar em aumento da produtividade da cultura. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito residual de adubação na cana-planta e a adubação da cana-soca, com e sem aplicação de vinhaça, sob diferentes sistemas de colheita no município de Conceição da Barra - ES. O experimento foi conduzido no período de 2005 a 2007, num Argissolo Amarelo em Tabuleiros Costeiros. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições, no esquema fatorial 2 x 7, com parcelas subdivididas, sendo dois tratamentos cana crua e cana queimada e sete subtratamentos com diferentes doses de N associadas a doses de K2O na forma de cloreto de K e vinhaça. Os tratamentos foram: testemunha (T1); vinhaça (T2); vinhaça + 80 kg de N incorporado (T3); vinhaça + 80 kg de N em cobertura (T4); vinhaça + 40 kg de N em cobertura (T5); K2O + 80 kg de N incorporado (T6); e K2O + 80 kg de N em cobertura (T7). Não houve efeito residual de adubação na produtividade de colmos na cana-planta. A cana crua apresentou produtividade superior à da cana queimada na cana-soca. Nesta, a fertilização com vinhaça complementada com N incorporado ou em cobertura e a adubação com 120 kg de K2O na forma de KCl + 80 kg de N incorporados ao solo proporcionaram produtividade superior à dos demais tratamentos. Não foi verificada diferença na produtividade de colmos entre as doses de 40 e 80 kg ha-1 de N, aplicadas em cobertura na cana-soca. A extração e retorno de nutrientes ocorreu de forma similar entre cana-planta e cana-soca.

Manejo da adubação potássica na cultura da cana-de-açúcar

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e, devido à crescente demanda por fontes renováveis de energia, a área cultivada encontra-se em expansão. Regularmente, a cultura é plantada em solos com baixos teores de nutrientes, o que pode limitar sua produtividade. A adubação potássica da cana-de-açúcar é feita basicamente no sulco de plantio, o que pode comprometer a eficiência de utilização desse nutriente devido a possíveis perdas por lixiviação ou salinidade às raízes das plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar produtividade de colmos e atributos tecnológicos da cana-de-açúcar em função de doses e modos de aplicação de K. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distrófico durante o ciclo de cana-planta, com o cultivar SP90 3414, em esquema fatorial 2 x 4, sendo dois modos de aplicação (100 % no plantio e 50 % no plantio + 50 % em cobertura) e quatro doses de K (0, 100, 150 e 200 kg ha-1 de K2O), com quatro repetições. Aos nove meses após o plantio, foram avaliados a altura das plantas e o perfilhamento e, na colheita, a produtividade de colmos e os atributos tecnológicos da cana-de-açúcar. As doses de K aumentaram o crescimento em altura e o perfilhamento da cana-de-açúcar, para os dois modos de aplicação; a produtividade de colmos e de açúcar aumentou com as doses de K até um ponto de máximo de, aproximadamente, 160 kg ha-1 de K2O; e a produtividade máxima estimada de cerca de 160 t ha-1 foi obtida com 130 e 150 kg ha-1 de K2O, para a aplicação parcelada e única do fertilizante, respectivamente.

Ammonium chloride as nitrogen source in sugarcane harvested without burning

The great difficulty of incorporation of N fertilizers into the "green sugarcane" system causes concern and since urea is the most commonly used source, there is the risk of loosing NH3 through volatilization. For this reason, a field experiment was undertaken (in a Hapludox Typic) with the objective of evaluating the agronomic efficiency of ammonium chloride on stubble of the second ratoon (SP89 1115), as well as its residual effect on the subsequent cycle (third ratoon). The experimental design was randomized blocks with four replications. Treatments consisted of three N rates (60, 120 and 180 kg ha-1 N) in the form of NH4Cl, in addition to a control treatment without the addition of N fertilizer. The ratoon cane of the second cutting was harvested in November 2006 and the treatments were applied in December 2006. The second ratoon was harvested mechanically in November 2007 and in December 2007, 450 kg ha-1 of the NPK mixture 20-05-19 was applied, providing 90, 22 and 86 kg ha-1 N, P2O5 and K2O, respectively, for the purpose of evaluating the effect of residual-N from the treatments implanted in December 2006. An increase in the rates of N-NH4Cl had a positive effect on the leaf concentrations of P, Mg and S. Stalk yield (MSS - Mg ha-1 of sugarcane stalks) and sugar (MSH - Mg ha-1 of sucrose) in the November 2006 harvest responded linearly to the increase of N doses in the form of NH4Cl. In relation to the effect of residual-N in the 2007/2008 harvest, it was observed, in general, that the concentrations of macronutrients in the sugarcane leaf +1 were within the range considered adequate in the state of São Paulo, Brazil. The residual-N of the NH4Cl doses resulted in a significant reduction in stalk (MSS) and sugar (MSH) production. It may be concluded that the NH4Cl source at a dose of 120 kg ha-1 N in ratoon fertilization of the second cutting was agronomically efficient, presenting, however, less efficiency of residual-N in the subsequent cycle.

Extração e exportação de nutrientes por variedades de cana-de-açúcar cultivadas sob irrigação plena

A pesquisa tecnológica para suporte do setor sucroalcooleiro nacional mostra que são esporádicos os trabalhos desenvolvidos com cana-de-açúcar irrigada envolvendo a exigência nutricional. Nesse contexto, objetivou-se quantificar, durante o ciclo de cana-planta de 11 variedades de cana-de-açúcar (SP79-1011, RB813804, RB863129, RB872552, RB943365, RB72454, RB763710, SP78-4764, SP81-3250, RB867515 e RB92579) cultivadas sob irrigação plena, a capacidade de extração e exportação de N, P, K, Ca e Mg, bem como a exigência nutricional para produção de uma tonelada de colmo por hectare (TCH). A pesquisa foi realizada em campo, no município de Carpina, PE, durante a safra agrícola 2006/2007. O delineamento experimental empregado foi de blocos casualizados, com 11 tratamentos e quatro repetições. A extração e exportação de nutrientes, assim como a exigência nutricional, foram avaliadas aos 360 dias após o plantio (DAP) na parte aérea das plantas. A extração de nutrientes na parte aérea da cana-planta apresentou, em média, valores de 179, 25, 325, 226 e 87 kg ha-1 de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente, o que proporcionou a seguinte ordem decrescente de extração: K > Ca > N > Mg > P. A exportação média de N, P, K, Ca e Mg pelo colmo das variedades irrigadas foi de 92; 15; 188; 187; e 66 kg ha-1; correspondendo, respectivamente, a 51, 60, 58, 83 e 76 % de todo o nutriente extraído na parte aérea da cana-planta, com destaque para as variedades RB92579 e SP81-3250 para o N, RB813804, RB863129, RB872552, RB763710, RB92579, SP78-4764, SP81-3250 e SP79-1011 para o P, SP79-1011, SP81-3250, RB813804, RB872552 e RB763710 para o K, RB92579 e RB863129 para o Ca e RB92579 para o Mg. Para produção de uma TCH, foram exigidos pelas variedades durante o ciclo de cana-planta valores médios de 0,91; 0,13; 1,71; 1,18; e 0,44 kg de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente.

Physical properties of a rhodic haplustox under two sugarcane harvesting systems

This study had the purpose of evaluating the effects of two management types of sugarcane: harvesting of burnt cane (BCH) and mechanized harvesting of unburnt green cane (MCH), on some soil physical properties of a dystrophic Rhodic Haplustox. The data were then compared with results for the same soil type under native forest. A completely randomized design was used, with three treatments and 20 replications. The following characteristics were determined: organic matter, aggregate stability, soil bulk density, and porosity at depths of 0-0.20 m and soil penetration resistance. After 15 years of cultivation, there were some alterations in the soil under cane burnt before harvesting, evidenced by a drop in the weighted average diameter of stable aggregates in water and increased soil bulk density. Significant changes were also detected in total porosity and pore distribution under both harvesting systems. Critical values for penetration resistance were observed in the area under mechanized sugar cane harvesting, with a value of 4.5 MPa in the 40-55 cm layer. This value is considered high and could indicate compaction and restriction of root growth. Soil properties under the green cane (unburned) management system were closest to those of the soil under native forest.

Qualidade física de três solos sob colheita mecanizada de cana-de-açúcar

A colheita mecanizada da cultura da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) pode aumentar os riscos de degradação e perda da qualidade física dos solos. O objetivo deste estudo foi determinar o intervalo hídrico ótimo (IHO) e o índice S como indicadores da qualidade física de solos cultivados com cana-de-açúcar sob colheita mecanizada. Foram estudados três solos: um Latossolo Vermelho (LV) textura argilosa, um Latossolo Vermelho (LV) textura média e um Argissolo Vermelho-Amarelo (PVA) textura arenosa, utilizando-se amostras das camadas de 0-0,20 m e 0,20-0,40 m de profundidade. O IHO foi maior no LV argiloso > PVA arenoso > LV textura média. No LV textura média, a densidade do solo crítica (Dsc) foi de 1,76 e 1,77 Mg m-3, respectivamente, nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, enquanto no PVA arenoso e no LV argiloso não se constatou Dsc, tendo em vista a amplitude de valores de densidade obtidos nas amostragens. O índice S apresentou valor maior que 0,050 no LV argiloso, de 0,024 no LV textura média e maior que 0,033 no PVA arenoso, indicando qualidade física muito boa, muito pobre e pobre, respectivamente. Em função dos valores de IHO e de S foi possível constatar que o LV textura média se apresenta mais sensível aos efeitos do manejo da cultura sob colheita mecanizada, com maiores restrições físicas para o crescimento e desenvolvimento de raízes da cultura da cana-de-açúcar.

Produtividade e desenvolvimento da cana-planta e soca em função de doses e fontes de manganês

A cana-de-açúcar possui grande importância econômico-social e política para o Brasil. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de doses e fontes de manganês nessa cultura. O experimento foi realizado no sítio Fujimoto, área administrada pela Destilaria Vale do Paraná S/A Álcool e Açúcar, no município de Suzanápolis, SP. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso no esquema fatorial 5 x 3, sendo cinco doses de Mn (0; 2,5; 5,0; 7,5; e 10,0 kg ha-1) e três fontes (quelato, FTE e sulfato de manganês), aplicadas no sulco de plantio, em quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro linhas de 5 m de comprimento e espaçadas 1,5 m. A variedade de cana-de-açúcar utilizada foi a RB 86-7515, realizando-se dois cortes. As fontes de Mn proporcionaram semelhantes produtividades de colmos, tanto da cana-planta quanto da primeira cana-soca. O quelato de Mn proporcionou maior número de colmo por metro de sulco na cana-soca. As doses de Mn não influenciaram a produtividade de colmos da cana-planta e da cana- soca, porém aumentaram o número de internódios e o diâmetro de colmo na cana-planta até as doses de 6,9 e 6,6 kg ha-1 de Mn, respectivamente.

Soil physical properties and sugarcane root growth in a red oxiso

Sugarcane, which involves the use of agricultural machinery in all crop stages, from soil preparation to harvest, is currently one of the most relevant crops for agribusiness in Brazil. The purpose of this study was to investigate soil physical properties and root growth in a eutroferric red Oxisol (Latossolo Vermelho eutroférrico) after different periods under sugarcane. The study was carried out in a cane plantation in Rolândia, Paraná State, where treatments consisted of a number of cuts (1, 3, 8, 10 and 16), harvested as green and burned sugarcane, at which soil bulk density, macro and microporosity, penetration resistance, as well as root length, density and area were determined. Results showed that sugarcane management practices lead to alterations in soil penetration resistance, bulk density and porosity, compared to native forest soil. These alterations in soil physical characteristics impede the full growth of the sugarcane root system beneath 10 cm, in all growing seasons analyzed.

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.

Isolamento e prospecção de bactérias endofíticas e epifíticas na cana-de-açúcar em áreas com e sem cupinicida

A exploração e o conhecimento dos mecanismos de interação bactéria-planta podem ser utilizados para a produção sustentável de diversas culturas, como a cana-de-açúcar. O objetivo deste trabalho foi isolar e prospectar bactérias associadas à cultura da cana-de-açúcar com capacidade de fixar nitrogênio e solubilizar fosfato inorgânico em áreas com e sem aplicação de cupinicida. Bactérias endofíticas, de folha e raiz, e do rizoplano foram isoladas de três variedades comerciais (RB 92579, RB 867515 e RB 863129) de cana-de-açúcar, cultivadas no Nordeste brasileiro, em áreas com e sem aplicação de cupinicida, aos quatro meses após o plantio. Foram obtidos 272 isolados, selecionados quanto à sua capacidade de solubilizar fosfato inorgânico e fixar nitrogênio. O uso do cupinicida não provocou alterações nas comunidades microbianas endofíticas de folha e raiz e epifíticas do rizoplano. As variedades estudadas apresentam uma comunidade bacteriana associada com potencial aplicação para a promoção de crescimento vegetal, pois possuem a capacidade de fixar N2 e solubilizar fosfato inorgânico.

Incubation methods for assessing mineralizable nitrogen in soils under sugarcane

Considering nitrogen mineralization (N) of soil organic matter is a key aspect for the efficient management of N fertilizers in agricultural systems. Long-term aerobic incubation is the standard technique for calibrating the chemical extraction methods used to estimate the potentially mineralizable N in soil. However, the technique is laborious, expensive and time-consuming. In this context, the aims of this study were to determine the amount of soil mineralizable N in the 0-60 cm layer and to evaluate the use of short-term anaerobic incubation instead of long-term aerobic incubation for the estimation of net N mineralization rates in soils under sugarcane. Five soils from areas without previous N fertilization were used in the layers 0-20, 20-40 and 40-60 cm. Soil samples were aerobically incubated at 35 ºC for 32 weeks or anaerobically incubated (waterlogged) at 40 ºC for seven days to determine the net soil N mineralization. The sand, silt and clay contents were highly correlated with the indexes used for predicting mineralizable N. The 0-40 cm layer was the best sampling depth for the estimation of soil mineralizable N, while in the 40-60 cm layer net N mineralization was low in both incubation procedures. Anaerobic incubation provided reliable estimates of mineralizable N in the soil that correlated well with the indexes obtained using aerobic incubation. The inclusion of the pre-existing NH4+-N content improved the reliability of the estimate of mineralizable N obtained using anaerobic incubation.

Faixas normais de nutrientes em cana-de-açúcar pelos métodos ChM, DRIS e CND e nível crítico pela distribuição normal reduzida

Existem diversos métodos para a interpretação da diagnose foliar; o nível crítico ou as faixas de suficiência descritas na literatura são os mais utilizados. Porém, o uso de métodos de determinação de faixas normais de nutrientes que contemplam regiões específicas (localidades) aumenta a eficiência da interpretação. O objetivo deste trabalho foi determinar as faixas normais de nutrientes para a cultura da cana-de-açúcar, mediante a utilização dos métodos Chance Matemática (ChM), Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS) e Diagnose da Composição Nutricional (CND), além do Nível Crítico determinado pelo método de distribuição normal reduzida. O trabalho foi realizado tomando-se como base dados relativos a teores de nutrientes em amostras foliares e de produtividade de lavouras comerciais de cana-de-açúcar, localizadas no município de Campos de Goytacazes, RJ. Com o método da ChM, foram obtidas faixas de suficiência semelhantes aos métodos DRIS e CND, para N, Ca, S e Mn, enquanto para P, K, Mg, Cu e Zn os valores obtidos pela ChM foram superiores. A utilização dos métodos ChM, DRIS e CND, em lavouras comerciais de cana-de-açúcar em geral, possibilitou a obtenção de menor amplitude da faixa normal dos nutrientes, em comparação com os valores alcançados pelos métodos nível crítico e faixa de suficiência.

Sugarcane trash management assessed by the interaction of yield with soil properties

Currently, sugarcane plays an important global role, particularly with a view to alternative energy sources. Thus, in a sugarcane field of the mill Vale do Paraná S/A Álcool e Açúcar, Rubineia, São Paulo State, managed under two green cane harvest systems (cane trash left on and cane trash removed from the soil), Pearson and spatial correlations between the sugarcane yield (variety RB855035 in the third cut) and soil physical and chemical properties were studied to identify the property best correlated with stalk yield and the best harvest method. For this purpose, two geostatistical grids (121 sampling points on 1.30 ha) were installed on a eutrophic Red Argisol (homogeneous slope of 0.065 m m-1), in 2011, to determine the properties: stalk yield and sugarcane plant population, and soil resistance to penetration, gravimetric moisture, bulk density, and carbon stock, in the layers 0-0.20 and 0.20-0.40 m. The data were analyzed by descriptive, linear correlation and geostatistical analysis. In both treatments, the property stand density was best correlated with sugarcane yield (r = 0.725 in the trash mulching treatment - TM and r = 0.769 in the trash removal treatment - TR). However, in relation to the soil properties, bulk density (0-0.20 m) was best correlated (r = 0.305 in TM, r = 0.211 in TR). Similarly, from the spatial point of view, stand density was the property that best explained the sugarcane yield. However, in the TM treatment the density (0.20-0.40 m) was the only soil property spatially correlated with stalk yield. The carbon stock in the soil of the TM was 11.5 % higher than in the TR treatment. Results of the TM treatment were best, also with regard to soil management and conservation.

Soil quality indicators in a rhodic kandiudult under different uses in northern Parana, Brazil

Sustainable use of soil, maintaining or improving its quality, is one of the goals of diversification in farmlands. From this point of view, bioindicators associated with C, N and P cycling can be used in assessments of land-use effects on soil quality. The aim of this study was to investigate chemical, microbiological and biochemical properties of soil associated with C, N and P under different land uses in a farm property with diversified activity in northern Parana, Brazil. Seven areas under different land uses were assessed: fragment of native Atlantic Forest; growing of peach-palm (Bactrys gasipaes); sugarcane ratoon (Saccharum officinarum) recently harvested, under renewal; growing of coffee (Coffea arabica) intercropped with tree species; recent reforestation (1 year) with native tree species, previously under annual crops; annual crops under no-tillage, rye (Cecale cereale); secondary forest, regenerated after abandonment (for 20 years) of an avocado (Persea americana) orchard. The soil under coffee, recent reforestation and secondary forest showed higher concentrations of organic carbon, but microbial biomass and enzyme activities were higher in soils under native forest and secondary forest, which also showed the lowest metabolic coefficient, followed by the peach-palm area. The lowest content of water-dispersible clay was found in the soil under native forest, differing from soils under sugarcane and secondary forest. Soil cover and soil use affected total organic C contents and soil enzyme and microbial activities, such that more intensive agricultural uses had deeper impacts on the indicators assessed. Calculation of the mean soil quality index showed that the secondary forest was closest to the fragment of native forest, followed by the peach-palm area, coffee-growing area, annual crop area, the area of recent reforestation and the sugarcane ratoon area.