Liming influence on soil chemical properties, nutritional status and yield of alfalfa grown in acid soil

Alfalfa is an important forage crop with high nutritive value, although highly susceptible to soil acidity. Liming is one of the most efficient and prevailing practices to correct soil acidity and improve alfalfa yield. The objective of this study was to evaluate response to liming of alfalfa grown in a greenhouse on a Typic Quartzipsamment soil. The treatments consisted of four lime rates (0, 3.8, 6.6 and 10.3 Mg ha-1) and two cuts. Alfalfa dry matter increased quadratically with increasing lime rates. In general, dry matter yield was maximized by a lime rate of 8.0 Mg ha-1. Except for the control, the dry matter nutrient contents in the treatments were adequate. The positive linear correlation between root and nodule dry matter with lime rates indicated improvement of these plant traits with decreasing soil acidity. The soil acidity indices pH, base saturation, Ca2+ concentration, Mg2+ concentration, and H + Al were relevant factors in the assessment of alfalfa yield. The magnitude of influence of these soil acidity indices on yield as determined by the coefficient of determination (R²) varied and decreased in the order: base saturation, H + Al, pH, Ca and Mg concentrations. Optimum values of selected soil chemical properties were defined for maximum shoot dry matter; these values can serve as a guideline for alfalfa liming to improve the yield of this forage on acid soils.

Proporção e tamanho de sedimentos e teor de carbono orgânico na enxurrada e no solo para dois cultivos e duas formas de semeadura

O tipo de cultura e a orientação de semeadura em relação ao declive do terreno podem modificar a proporção e o tamanho dos sedimentos transportados na enxurrada, além da relação do teor de C orgânico nos sedimentos e no solo erodido. Este trabalho teve o objetivo de determinar a proporção e o tamanho dos sedimentos transportados pela enxurrada sob taxa constante desta e o teor de C orgânico contido nos sedimentos e no solo erodido, sob duas formas de semeadura das culturas de aveia e ervilhaca. Quatro testes de chuva simulada foram aplicados entre março e novembro de 2006, durante o ciclo vegetativo das culturas, com intensidade constante de 64 mm h-1 e 1 h de duração de cada teste, em Lages, SC, num Cambissolo Húmico com declividade média de 11,9 cm m-1. Os tratamentos eram formados pela combinação de duas culturas e duas orientações de semeadura em relação ao declive. As culturas utilizadas foram aveia (Avena strigosa) e ervilhaca (Vicia sativa); as formas de semeadura eram: mecanizada em linhas em contorno ao declive e mecanizada em linhas paralelas ao declive (morro abaixo). As amostras de enxurrada para a coleta dos sedimentos foram obtidas sob taxa constante de enxurrada, aos 50 min de duração de cada teste de chuva. A aveia reduziu a quantidade de sedimentos na enxurrada em 46 % em relação à ervilhaca, e a semeadura em contorno, em 56 % em relação à semeadura morro abaixo. A proporção de sedimentos na enxurrada foi diminuída em 63 % entre o início e o final do ciclo das culturas. Na classe de menor tamanho dos sedimentos (< 0,038 mm), a aveia aumentou sua proporção em 17 % em relação à ervilhaca, e o contorno os aumentou em 10 % em relação à semeadura morro abaixo. O índice D50 dos sedimentos presentes na enxurrada foi de 0,043 mm na aveia e 0,119 mm na ervilhaca, e de 0,047 mm na semeadura em contorno e 0,117 mm na semeadura morro abaixo. A razão entre o teor de C orgânico dos sedimentos transportados pela enxurrada e o teor de C do solo na camada de 0-2,5 cm foi de 1,39 na aveia e 1,21 na ervilhaca, e de 1,43 na semeadura em contorno e 1,17 na semeadura morro abaixo.

Avaliação da porosidade e placa férrica de raízes de arroz cultivado em hipoxia

A alta difusividade do oxigênio em diversos materiais dificulta a criação e, ou, manutenção de um ambiente livre de O2. As técnicas utilizadas são pouco eficientes na exclusão do O2 e, portanto, não expressam a condição do solo alagado. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um método para obtenção de raízes em condição de hipoxia e avaliar a placa férrica e a formação de aerênquima no arroz. Foi criada uma condição de hipoxia semelhante à do solo alagado em tanques de 50 L, explorando a capacidade de difusão do O2 por meio do vinil em contato com solo reduzido. Cada tanque preenchido com solo (Gleissolo háplico) recebeu cinco sacos de vinil e foi mantido alagado. Plantas dos genótipos IRGA 423 e IRGA 424 previamente cultivadas em campo foram coletadas, tendo as raízes cortadas junto ao colo, lavadas e um terço da lâmina foliar removido. Cada saco de vinil recebeu 12 plantas de cada genótipo e solução nutritiva. Após sete dias, as novas raízes adventícias formadas foram utilizadas na determinação da porosidade e a da placa férrica em segmentos de 0-2, 2-4 e 4-6 cm a partir da ponta da raiz. As raízes foram colocadas em contato com a solução de um solo em processo de redução por 4 h e a placa férrica determinada após a extração do Fe com HCl 0,5 mol L-1. A porosidade foi determinada pela aplicação de ciclos de vácuo, com auxílio de seringas. A diferença de peso antes e depois do tratamento com vácuo e entrada de água foi assumida como sendo a estimativa da magnitude do aerênquima ao longo da raiz. A eficácia do método foi testada com a produção de raízes adventícias em saco de vinil com aeração e hipoxia. A porosidade nas raízes foi maior em ambiente hipóxico, comparado à aeração. A porosidade foi maior na proximidade da base da planta e, à medida que a porosidade aumentou, houve aumento do conteúdo de Fe na superfície das raízes, indicando que a placa férrica pode servir como estimativa da formação de aerênquima no arroz. O método de obtenção de raízes foi eficiente em promover a eliminação de O2 do saco de vinil para estudar a formação do aerênquima.

Agregação e estoque de carbono em argissolo submetido a diferentes práticas de manejo agrícola

A estrutura física é uma propriedade essencial para que o solo cumpra adequadamente suas funções e tenha qualidade. Com o objetivo de avaliar a contribuição de práticas de manejo na recuperação da agregação de um solo fisicamente degradado, estudou-se a distribuição de agregados estáveis em água e partículas simples em classes de diâmetro (9,51-4,76; 4,76-2,00; 2,00-0,25; 0,25-0,053; < 0,053 mm) e o estoque de C na camada superficial de 0-7,5 cm de um Argissolo Vermelho distrófico típico da Depressão Central do Rio Grande do Sul sob sistemas de manejo. Em parcelas experimentais com 17 anos, avaliaram-se os sistemas: solo mantido sem plantas e sem revolvimento (Descoberto); plantio direto de Lablab purpureus e milho (Zea mays) (Lablab/m); plantio direto de Cajanus cajan e milho (Guandu/m); e pastagem perene de Digitaria decumbens (Pangola). Em parcelas experimentais com 15 anos, avaliaram-se os sistemas: preparo convencional e plantio direto de Avena strigosa e milho (pc a/m e pd a/m, respectivamente) e Avena strigosa + Vicia sativa e milho + Vigna unguiculata (pc av/mc e pd av/mc, respectivamente). Avaliaram-se, também, área de lavoura de grãos em preparo convencional conduzida por 30 anos (Lavoura) e área de campo nativo (CN), representando a condição degradada e o ecossistema nativo deste solo, respectivamente. As avaliações foram realizadas em amostras de solo indeformadas coletadas em duas épocas (setembro de 1999 e setembro de 2000), compondo seis repetições por sistema de manejo. Os dados foram analisados por meio da análise de variância, e o teste de Tukey (5 %) foi utilizado para verificar as diferenças entre os sistemas de manejo. O CN apresentou 76,4 % de solo agregado, distribuídos em 63,8 % de macroagregados e 23,6 % de partículas simples, com estoque de C de 20,0 Mg ha-1 na profundidade de 0-7,5 cm. O uso agrícola com revolvimento intenso do solo e baixa adição de resíduos (sistema Lavoura) reduziu a proporção de solo agregado para 49,9 % e aumentou a de partículas simples para 50,1 %. O estoque de C reduziu para 11,8 Mg ha-1 na profundidade de 0-7,5 cm. A partir dessa condição, o sistema sem revolvimento de solo, com maior diversidade de espécies de plantas e grande adição de resíduos (pd av/mc) elevou, em 15 anos, a proporção de solo agregado para 70,7 %, e a dos macroagregados, para 53,5 %. A pastagem perene (Pangola) elevou a proporção de solo agregado para 74,1 % e a dos macroagregados para 61,8 %, igualando-se ao CN. Os sistemas pd av/mc, Guandu/m e Lablab/m recuperaram os estoques de C no nível do CN. No entanto, a Pangola, que apresentou os maiores índices de agregação do solo, teve o estoque de C inferior ao desses sistemas, enfatizando a ação positiva do sistema radicular denso na recuperação da agregação do solo.

Mitigation of methane and nitrous oxide emissions from flood-irrigated rice by no incorporation of winter crop residues into the soil

Winter cover crops are sources of C and N in flooded rice production systems, but very little is known about the effect of crop residue management and quality on soil methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions. This study was conducted in pots in a greenhouse to evaluate the influence of crop residue management (incorporated into the soil or left on the soil surface) and the type of cover-crop residues (ryegrass and serradella) on CH4 and N2O emissions from a flooded Albaqualf soil cultivated with rice (Oryza sativa L.). The closed chamber technique was used for air sampling and the CH4 and N2O concentrations were analyzed by gas chromatography. Soil solution was sampled at two soil depths (2 and 20 cm), simultaneously to air sampling, and the contents of dissolved organic C (DOC), NO3-, NH4+, Mn2+, and Fe2+ were analyzed. Methane and N2O emissions from the soil where crop residues had been left on the surface were lower than from soil with incorporated residues. The type of crop residue had no effect on the CH4 emissions, while higher N2O emissions were observed from serradella (leguminous) than from ryegrass, but only when the residues were left on the soil surface. The more intense soil reduction verified in the deeper soil layer (20 cm), as evidenced by higher contents of reduced metal species (Mn2+ and Fe2+), and the close relationship between CH4 emission and the DOC contents in the deeper layer indicated that the sub-surface layer was the main CH4 source of the flooded soil with incorporated crop residues. The adoption of management strategies in which crop residues are left on the soil surface is crucial to minimize soil CH4 and N2O emissions from irrigated rice fields. In these production systems, CH4 accounts for more than 90 % of the partial global warming potential (CH4+N2O) and, thus, should be the main focus of research.

Cadmium availability and accumulation by lettuce and rice

Among the toxic elements, Cd has received considerable attention in view of its association with a number of human health problems. The objectives of this study were to evaluate the Cd availability and accumulation in soil, transfer rate and toxicity in lettuce and rice plants grown in a Cd-contaminated Typic Hapludox. Two simultaneous greenhouse experiments with lettuce and rice test plants were conducted in a randomized complete block design with four replications. The treatments consisted of four Cd rates (CdCl2), 0.0; 1.3; 3.0 and 6.0 mg kg-1, based on the guidelines recommended by the Environmental Agency of the State of São Paulo, Brazil (Cetesb). Higher Cd rates increased extractable Cd (using Mehlich-3, Mehlich-1 and DTPA chemical extractants) and decreased lettuce and rice dry matter yields. However, no visual toxicity symptoms were observed in plants. Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA extractants were effective in predicting soil Cd availability as well as the Cd concentration and accumulation in plant parts. Cadmium concentration in rice remained below the threshold for human consumption established by Brazilian legislation. On the other hand, lettuce Cd concentration in edible parts exceeded the acceptable limit.

Attributes of irrigated rice as affected by soil sodicity and potassic fertilizer application

Soils of the coastal plains of Rio Grande do Sul, Brazil, are affected by salinization, which can hamper the establishment and development of crops in general, including rice. The application of high doses of KCl may aggravate the crop damage, due to the high saline content of this fertilizer. This study aimed to evaluate the effect of K fertilizer management on some properties of rice plant, grown in soils with different sodicity levels, and determine which attribute is best related to yield. The field study was conducted in four Albaqualfs with exchangeable Na percentages of 5.6, 9.0, 21 and 32 %. The management of KCl fertilizer consisted of the application of 90 kg ha-1 K2O broadcast, 90 kg ha-1 K2O in the row and 45 kg ha-1 K2O in the row + 45 kg ha-1 K2O at panicle initiation (PI). Plant density, dry matter evolution, height, SPAD (Soil Plant Analysis Development value indicating relative chlorophyll contents) index, tiller mass, 1,000-grain weight, panicle length and grain yield were evaluated. The plant density was damaged by application of K fertilizer in the row, especially at full dose (90 kg ha-1), at three sodicity levels, resulting in loss in biomass accumulation in later stages, affecting the crop yield, even at the lowest level of soil sodicity (5.6 %). All properties were correlated with yield; the highest positive correlation was found with plant density and shoot dry matter at full flowering, and a negative correlation with panicle length.

Absorção de nutrientes e crescimento do arroz com suprimento combinado de amônio e nitrato¹

O arroz é classificado como uma planta tolerante ao amônio (NH4+) devido à predominância desse íon nos solos alagados. Entretanto, nas regiões oxidadas do solo e da rizosfera do arroz pode haver a formação de nitrato (NO3-) e esta se tornar importante fonte de N para cultura. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes proporções entre os íons NH4+ e NO3- no desenvolvimento do arroz em solução nutritiva. O experimento foi realizado em casa de vegetação no período de janeiro a fevereiro de 2008, em solução nutritiva com as seguintes proporções entre NH4+ e NO3-: 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100 na concentração de 5,0 mmol L-1 de N. Foi cultivado o genótipo IRGA 417 e avaliado o rendimento de biomassa, os teores de N, K, Ca e Mg na biomassa e na seiva do xilema. Houve toxidez por NH4+ nas proporções de 100:0 e 75:25 e por NO3- nas proporções de 25:75 e 0:100. Na proporção de 50:50 as plantas se desenvolveram normalmente. O suprimento combinado de NH4+ e NO3- aumentou a produção de biomassa em relação ao NH4+ e ao NO3- supridos isoladamente. O NH 4+ na solução reduziu os teores de Ca e Mg na biomassa, porém não influenciou o teor de N e o de K. Já na seiva do xilema houve redução nos teores de K, Ca e Mg, indicando que o NH4+ influenciou na absorção desses cátions. A quantidade total absorvida de N, K, Mg e Ca foi maior com o suprimento combinado de NH4+ e NO3-, indicando que, além de promover melhor desenvolvimento das plantas de arroz, aumenta a eficiência de absorção de nutrientes em relação ao suprimento isolado das duas formas de N.

Kinetic parameters of silicon uptake by rice cultivars

Silicon is considered an important chemical element for rice, because it can improve tolerance to biotic and abiotic stress. However, in many situations no positive effect of silicon was observed, probably due to genetic factors. The objective of this research was to monitor Si uptake kinetics and identify responses of rice cultivars in terms of Si uptake capacity and use. The experiment was carried out in a greenhouse of the São Paulo State University (UNESP), Brazil. The experiment was arranged in a completely randomized, factorial design with three replications. that consisted of two rice cultivars and two Si levels. Kinetic parameters (Vmax, Km, and Cmin), root morphology variables, dry matter yield, Si accumulation and levels in shoots and roots, uptake efficiency, utilization efficiency, and root/shoot ratio were evaluated. Higher Si concentrations in the nutrient solution did not increase rice dry matter. The development of the low-affinity silicon uptake system of the rice cultivar 'Caiapó' was better than of 'Maravilha'.

Yield performance of upland rice cultivars at different rates and times of nitrogen application

Nitrogen is the most important nutrient for rice (Oryza sativa L) yields. This study aimed to evaluate the response of upland rice cultivars to N rate and application times in a randomized block design, in subdivided plots with four replications. The studied factors were five rice cultivars (BRS MG Curinga, BRS Monarca, BRS Pepita, BRS Primavera, and BRS Sertaneja), three application times (100 % at planting, 50 % at planting - 50 % at tillering and 100 % at tillering) and four N rates (0, 50, 100, and 150 kg ha-1). All cultivars responded to increased rates and different times of N application, especially BRS Primavera and BRS Sertaneja, which were the most productive when 50 % N rates were applied at sowing and 50 % at tillering. The response of cultivar BRS Monarca to N fertilization was best when 100 % of the fertilizer was applied at tillering.

Interação silício e alumínio em plantas de arroz de terras altas cultivadas em solo alumínico

Solos com altos teores de Al tóxico podem causar diversos danos às plantas e, como consequência, diminuir sua produtividade; assim, seu manejo torna-se imprescindível para obter maiores produtividades, e o Si pode ser alternativa para diminuir a toxidez por Al em plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a interação entre Si e Al em plantas de arroz de terras altas cultivadas em solo naturalmente alumínico de textura média arenosa. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados, dispostos em esquema fatorial 2 x 5 com quatro repetições. Os tratamentos empregados foram dois cultivares de arroz de terras altas: BRS Talento (não tolerante ao Al, moderno) e Guarani (tolerante ao Al3+, tradicional), além de cinco doses de Si (0, 30, 60, 90 e 120 mg dm-3) adicionadas ao solo. O Si fornecido ao solo contribuiu amenizando a toxidez por Al em ambos os cultivares, porém só houve acréscimo em produtividade no cultivar BRS Talento. Houve correlação positiva para produtividade de grãos do cultivar BRS Talento e teor de Si nas folhas; já o teor de Al nas folhas correlacionou-se com a produtividade de forma negativa; e também houve correlação negativa entre os teores de Si e Al nas folhas, indicando que há interação entre Si e Al em plantas de arroz.

Padrões nutricionais para lavouras arrozeiras irrigadas por inundação pelos métodos da CDN chance matemática

Para o arroz irrigado, poucos trabalhos utilizam métodos de diagnose foliar desenvolvidos para as condições locais de clima, solo ou cultivares. O objetivo deste trabalho foi avaliar os métodos da Diagnose da Composição Nutricional e da Chance Matemática na definição dos padrões nutricionais de lavouras arrozeiras do Estado do Rio Grande do Sul. Resultados de produtividade de grãos e teores foliares de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo de 356 lavouras arrozeiras cultivadas sob sistema de irrigação por inundação foram utilizados para a determinação das faixas de suficiência calculadas pelo método da Chance Matemática. As faixas de suficiência foram comparadas com valores críticos propostos pela literatura e com o intervalo de confiança do teor médio dos nutrientes em lavouras consideradas nutricionalmente equilibradas, identificadas pelo método Diagnose da Composição Nutricional. Observou-se pouca concordância entre os valores das faixas de suficiência indicados pelos métodos da Chance Matemática e da Diagnose da Composição Nutricional e os respectivos valores indicados na literatura. A faixa de teores foliares adequados, consistentes com maior produtividade média das lavouras arrozeiras, foi indicada ser de 23 a 28 g kg-1 para N; 11 a 14 g kg-1 para K; 1,4 a 2,0 g kg-1 para S; 6 a 12 mg kg-1 para B; e 70 a 200 mg kg-1 para Fe. Para os teores foliares de P, Ca, Mg, B, Cu, Mn e Zn e Mo nenhuma das faixas adequadas testadas indicou capacidade para distinguir as lavouras arrozeiras quanto à produtividade média.

Morfologia de raízes e cinética de absorção de potássio em genótipos de arroz irrigado

A eficiência de absorção de um nutriente pela planta é função de seus atributos morfológicos e fisiológicos, que podem variar entre cultivares da mesma espécie. Realizou-se um estudo para determinar os parâmetros morfológicos de raiz e os cinéticos de absorção de potássio (K), em genótipos de arroz irrigado. O experimento foi conduzido em vasos, em laboratório com luz artificial. Os tratamentos compreenderam 11 genótipos de arroz: cultivares Avaxi, BRS Atalanta, BRS Bojuru, BRS Fronteira e BRS Querência e as linhagens CNA 10754, CNA 10756, CNA 10757, BRA 1455, BRA 1024 e BRA 1073. As plantas foram cultivadas em solução nutritiva completa, renovada semanalmente, até o estádio vegetativo de sete folhas (V7), quando foram avaliados os parâmetros morfológicos de raiz (comprimento, raio médio, área radicular, massa úmida e massa seca). Os parâmetros cinéticos de absorção de K (influxo máximo -Imáx, constante de Michaelis-Mentem - Km, e concentração mínima na solução para absorção -Cmín) também foram estimados. A quantidade de K acumulada pelos genótipos de arroz irrigado esteve diretamente relacionada ao comprimento e à área radicular e ao crescimento da parte aérea, que foram distintos entre os genótipos. Os parâmetros cinéticos de absorção (Imáx, Km e Cmín) variaram entre os genótipos de arroz, distinguindo-os quanto à velocidade de absorção do nutriente por unidade de raiz. Considerando-se o influxo de K e a massa de matéria seca de raiz, os genótipos classificam-se em três grupos quanto ao potencial para aquisição do nutriente: maior potencial (BRS Atalanta, Avaxi, BRS Querência, BRA 1455 e BRA 1073); potencial intermediário (BRS Fronteira, BRA 1024 e CNA 10754); e menor potencial (CNA 10756, BRS Bojuru e CNA 10757).

Effects of nickel and nitrogen soil fertilization on lettuce growth and urease activity

Nickel is a micronutrient involved in nitrogen metabolism and a constituent of the urease molecule. Plant growth and urease activity were evaluated in lettuce (Lactuca sativa L.) grown in soil-filled pots in a 2 x 8 factorial design with two nitrogen (N) sources and eight Ni rates, with five replications. Nitrogen was applied at 200 mg dm-3 (half the dose incorporated into the soil at seedling transplanting and half top-dressed later) using the sources NH4NO3 (AN) and CO(NH2)2 (Ur). The Ni treatments (0, 2, 4, 8, 12, 16, 24 and 32 mg dm-3) were applied as NiCl2. The shoot dry-matter yield, leaf urease activity, Ni levels in the lettuce leaves and Ni levels extracted from soil with Mehlich-3 (M-3) and DTPA were determined. In the plants supplied with AN, the shoot dry-matter yield was higher than in those supplied with Ur. There was no difference in shoot dry matter in response to soil-applied Ni. The leaf urease activity increased with Ni application, regardless of the N source. The extractions with M-3 and DTPA were efficient to evaluate Ni availability for lettuce in the Red-Yellow Latosol.

Impacto do manejo da água na toxidez por ferro no arroz irrigado por alagamento

A toxidez por ferro é o distúrbio nutricional de maior ocorrência em arroz (Oryza sativa L.) cultivado em sistemas alagados, derivada da quantidade excessiva de íons ferrosos (Fe2+) gerados pela redução de óxidos de ferro em solos alagados. Em experimento conduzido em casa de vegetação, foram avaliados os efeitos de manejos da água de irrigação na dinâmica de redução de um Planossolo e na manifestação da toxidez por ferro em arroz. Os tratamentos dispostos em blocos completos ao acaso com quatro repetições constaram de cinco manejos da água: T1- início do alagamento no estádio V2-V3 do arroz; T2- início do alagamento no estádio V6-V7; T3- T1 e drenagem no estádio V10-V11; T4- T2 e drenagem no estádio V10-V11; e T5- T1 e drenagens nos estádios V7-V8 e V10-V11. O atraso do início do alagamento para o estádio V6-V7 do arroz manteve os valores do Eh da solução do solo mais elevados, promovendo menor disponibilidade de Fe2+ na solução do solo e deslocando a máxima liberação de Fe2+ na solução do solo para estádios fenológicos mais avançados do arroz. A realização de drenagens ao longo do ciclo vegetativo do arroz promoveu a reoxidação do solo, que ocasionou o aumento dos valores de Eh e redução da concentração de Fe2+ na solução do solo. O uso de drenagens durante o período vegetativo do arroz foi eficiente no controle da toxidez por excesso de ferro, em arroz cultivado em solo alagado.