Trophic dynamics in the northern Humboldt Current system: insights from stable isotopes and stomach content analyses

The northern Humboldt Current system (NHCS) off Peru is one of the most productive world marine regions. It represents less than 0.1% of the world ocean surface but presently sustains about 10% of the world fish catch, with the Peruvian anchovy or anchoveta Engraulis ringens as emblematic fish resource. Compared with other eastern boundary upwelling systems, the higher fish productivity of the NHCS cannot be explained by a corresponding higher primary productivity. On another hand, the NHCS is the region where El Niño, and climate variability in general, is most notable. Also, surface oxygenated waters overlie an intense and extremely shallow Oxygen Minimum Zone (OMZ). In this context, the main objective of this study is to better understand the trophic flows in the NHCS using both stomach content and stable isotope analyses. The study focuses on a variety of organisms from low trophic levels such as zooplankton to top predators (seabirds and fur seals). The approach combines both long-term and specific studies on emblematic species such as anchoveta, and sardine Sardinops sagax and a more inclusive analysis considering the 'global' food web in the recent years (2008 – 2012) using stable isotope analysis. Revisiting anchovy and sardine we show that whereas phytoplankton largely dominated anchoveta and sardine diets in terms of numerical abundance, the carbon content of prey items indicated that zooplankton was by far the most important dietary component. Indeed for anchovy euphausiids contributed 67.5% of dietary carbon, followed by copepods (26.3%). Selecting the largest prey, the euphausiids, provide an energetic advantage for anchoveta in its ecosystem where oxygen depletion imposes strong metabolic constrain to pelagic fish. Sardine feed on smaller zooplankton than do anchoveta, with sardine diet consisting of smaller copepods and fewer euphausiids than anchoveta diet. Hence, trophic competition between sardine and anchovy in the northern Humboldt Current system is minimized by their partitioning of the zooplankton food resource based on prey size, as has been reported in other systems. These results suggest an ecological role for pelagic fish that challenges previous understanding of their position in the foodweb (zooplanktophagous instead of phytophagous), the functioning and the trophic models of the NHCS. Finally to obtain a more comprehensive vision of the relative trophic position of NHCS main components we used stable isotope analyses. For that purpose we analyzed the δ13C and δ15N stable isotope values of thirteen taxonomic categories collected off Peru from 2008 - 2011, i.e., zooplankton, fish, squids and air-breathing top predators. The δ15N isotope signature was strongly impacted by the species, the body length and the latitude. Along the Peruvian coast, the OMZ get more intense and shallow south of ~7.5ºS impacting the baseline nitrogen stable isotopes. Employing a linear mixed-effects modelling approach taking into account the latitudinal and body length effects, we provide a new vision of the relative trophic position of key ecosystem components. Also we confirm stomach content-based results on anchoveta Engraulis ringens and highlight the potential remarkable importance of an often neglected ecosystem component, the squat lobster Pleuroncodes monodon. Indeed, our results support the hypothesis according to which this species forage to some extent on fish eggs and larvae and can thus predate on the first life stages of exploited species. However, the δ13C values of these two species suggest that anchoveta and squat lobster do not exactly share the same habitat. This would potentially reduce some direct competition and/or predation.

Balanço da adubação nitrogenada sólida e fluida de cobertura na cultura de milho, em sistema plantio direto no Triângulo Mineiro (MG)

Foi desenvolvido um experimento com as fontes uréia e uran aplicadas superficialmente ou incorporadas (5-7 cm) na cobertura nitrogenada de milho, no sistema plantio direto, com o objetivo de efetuar, na colheita, um balanço do N-uréia (15N) e quantificar as perdas por volatilização de N-NH3 nesses tratamentos, assim como nos adicionais, testemunha e misturas de uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), na formulação 6-0-9 (N-P2O5-K2O), aplicadas somente em superfície. Os tratamentos originaram-se de um fatorial 1 + (2 x 2) + 2, sendo a testemunha + o fatorial 2 x 2 (duas fontes; uréia e uran x duas formas de localização) + dois tratamentos adicionais, misturas uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. O ensaio foi realizado em Latossolo Vermelho-Escuro muito argiloso fase cerrado relevo plano, no Centro de Pesquisa Novartis - Seeds do município de Uberlândia (MG). Cerca de 100 kg ha-1 de N foram aplicados no estádio fenológico de seis a oito folhas. Após 26 dias da adubação, as perdas acumuladas de N-NH3 nos tratamentos em superfície foram de 54, 41, 17 e 14% do N aplicado, para uréia, uréia + KCl, uran e uran + KCl, respectivamente. Quando a uréia e o uran foram incorporados ao solo, as perdas acumuladas de N-NH3 foram de 5,0 e 3,5% do N aplicado, respectivamente. Na colheita, o N da uréia absorvido pela planta (raízes + colmos + folhas + grãos) foi de 19,9 kg ha-1 (20,8% do N aplicado) e de 29,5 kg ha-1 (29,5% do N aplicado), quando aplicado na superfície e incorporado, respectivamente. O N-uréia do uran absorvido pela planta foi de 11,4 kg ha-1 (26,1% do N aplicado) e de 11,7 kg ha-1 (26,8% do N aplicado), quando aplicado na superfície ou incorporado, respectivamente. O N da uréia imobilizado na camada de 0-45 cm de profundidade foi, em média, de 9,9 kg ha-1 (10,0% do N aplicado), da aplicação superficial ou incorporada, e do N-uréia do uran foi de 3,3 kg ha-1 (7,6% do N aplicado). O N-mineral no solo derivado do N da uréia e do N-uréia do uran aplicados na superfície, no perfil de 0-150 cm, foi, respectivamente, de 2,4 e 3,2%, e de 5,9 e 2,5%, com as fontes incorporadas. No balanço global de N, em média, 13,7 e 50,3% do N da uréia não foram recuperados no sistema solo-planta, respectivamente, para a aplicação superficial ou incorporada; para o N-uréia do uran, obtiveram-se, respectivamente, 47,7 e 57,6%.

Utilização de nitrogênio de adubos verde e mineral pelo milho

Desenvolveu-se, na Estação Experimental de Piracicaba - Instituto Agronômico (SAA-SP), de março/94 a setembro/95, um experimento para avaliar o potencial de fornecimento de nitrogênio de adubos, verde e mineral, aplicados, de forma exclusiva ou combinada, na cultura do milho. Em uma primeira fase, produziram-se, simultaneamente, mucuna-preta sem marcação isotópica no campo e adubo verde marcado com 15N em casa de vegetação e, na segunda, a mucuna-preta foi incorporada ao solo, cultivando-se, em seguida, milho. O experimento constou dos seguintes tratamentos: testemunha, 15N-mucuna-preta (4,4 t ha-1 de matéria seca e 25,8 g kg-1 de N), 15N-uréia (50 e 100 kg ha-1 de N) e as possíveis combinações de mucuna-preta e uréia marcadas ou não com 15N. Esses foram dispostos em delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições. O solo forneceu a maior parte do N acumulado nas plantas de milho, seguido, em ordem decrescente, pela uréia e mucuna-preta. A contribuição da uréia para o N acumulado nas plantas de milho foi proporcional à dose aplicada. O aproveitamento de nitrogênio da uréia pelo milho foi maior que o da mucuna-preta, sendo os melhores efeitos proporcionados pela combinação das duas fontes.

Utilização de nitrogênio e produtividade da cana-de-açúcar (cana-planta) em solo arenoso com incorporação de resíduos da cultura

Com o objetivo de avaliar a produção da cana-de-açúcar (cana-planta) e a utilização do N da uréia aplicada no plantio, com incorporação de restos culturais ao solo (raízes, rizomas, colmos, ponteiro e folhas secas), desenvolveu-se um experimento em vasos (220 L) que continham terra de textura arenosa. Os fatores de estudo foram: doses de N no plantio 0, 30, 60 e 90 kg ha-1 de N-uréia marcada com 15N e restos culturais de cana-de-açúcar incorporados ao solo, com ou sem folhas secas. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com três repetições, sendo o experimento levado a efeito em Piracicaba (SP), de janeiro a dezembro de 1996. A cana-planta respondeu à adubação nitrogenada em produção de colmos e rendimento em açúcar, independentemente do tipo de resto cultural incorporado ao solo. A adubação nitrogenada, associada à incorporação de resíduos culturais ao solo, fez com que a cana-planta acumulasse maior quantidade total de N. Independentemente da dose de N-uréia aplicada, a planta utilizou 54 % desse N, contribuindo as raízes e rizomas com 10 % dessa recuperação. A fertilização nitrogenada no plantio favoreceu o crescimento das raízes e o estoque de N no sistema radicular.

Uso de micorrizas e rizóbio em cultivo consorciado de eucalipto e sesbânia: I - Crescimento, absorção e tranferência de nitrogênio entre plantas

Realizou-se um experimento em casa de vegetação para avaliar os efeitos de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e rizóbio na produção de matéria seca, na absorção e na eficiência de utilização de N por plantas de Eucalyptus grandis e Sesbania virgata, cultivadas em consorciação. Avaliou-se, também, a transferência de N da sesbânia para o eucalipto, utilizando-se o isótopo 15N. Os tratamentos constaram da inoculação, ou não, com FMAs em ambas as espécies de plantas e da inoculação, ou não, com rizóbio na sesbânia. Utilizaram-se vasos plásticos subdivididos em três compartimentos (A, B e C), cada um com 2 L de capacidade. Os compartimentos A e B foram separados por uma parede plástica e entre os compartimentos B e C foi colocada uma tela com poros de 40 mm que permitiu somente a passagem de hifas, mas não de raízes. A sesbânia foi cultivada com suas raízes subdivididas entre o compartimento A e B e o eucalipto foi cultivado no compartimento C. No compartimento A, foram adicionados 7 mg kg-1 de 15N-(NH4)2SO4 com 99 % de 15N. As plantas foram avaliadas aos 100 dias. Nos tratamentos com inoculação com o rizóbio, com FMAs ou com FMAs + rizóbio, foram observados, nas plantas de eucalipto, aumentos na produção de matéria seca total de 119, 223 e 209 %, respectivamente, e aumentos no conteúdo de N de 125, 247 e 310 %, respectivamente, quando comparados aos resultados do tratamento-controle. Nas plantas de sesbânia, foram observados aumentos no conteúdo de N e decréscimo na relação C/N em todos os tratamentos inoculados com os microrganismos. A eficiência de utilização de N foi maior nas plantas de eucalipto quando inoculadas com FMAs e não variou com os tratamentos nas plantas de sesbânia. Foi observada a transferência de 15N das plantas de sesbânia para o eucalipto em todos os tratamentos.

Imobilização de nitrogênio da uréia e do sulfato de amônio aplicado em pré-semeadura ou cobertura na cultura de milho, no sistema plantio direto

Sulfato de amônio (SA) e uréia (U) marcados com 15N foram aplicados na cultura do milho, em sucessão à aveia preta (Avena strigosa Schieb.), no sistema plantio direto, 43 dias antes e 31 dias depois da semeadura, na dose de 80 kg ha-1 de N, incorporados a 5-7 cm de profundidade, em sulcos espaçados de 0,8 m, nas entrelinhas do milho. O objetivo foi quantificar o N dos fertilizantes imobilizado no solo (15N-orgânico), no sulco de adubação, e o N-recuperado na planta nos estádios de 5-6 folhas, 11-12 folhas, florescimento e maturação fisiológica. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com parcelas subdivididas e três repetições. As parcelas foram constituídas das fontes U e SA, e as subparcelas, das épocas de aplicação de N. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho ácrico típico fase cerrado subcadocifólio, na Fazenda Floresta do Lobo-Pinusplan, em Uberlândia (MG). Na aplicação em pré-semeadura, a máxima imobilização foi observada aos 19 dias da aplicação do SA (13,3 kg ha-1 ou 16,6 % do N-aplicado) e aos 40 dias da aplicação da U (13,7 kg ha-1 ou 17,1 % do N-aplicado). A maior quantidade de N fertilizante assimilado pela planta ocorreu entre os estádios de 5-6 e 11-12 folhas (44,1 e 23,4 % do N-SA e N-U, respectivamente). Na aplicação em cobertura, a imobilização do N-SA foi inferior a 3,5 % do N-aplicado, enquanto a imobilização do N-U foi de 9,9 kg ha-1 e 7,9 kg ha-1, respectivamente, nos estádios de 11-12 folhas e florescimento. Até o estádio de maturação fisiológica da cultura, 61,8 % do N-SA e 42,0 % do N-U foram recuperados pelo milho. Em média, nos estádios de 11-12 folhas e de florescimento, para cada kg de N-SA imobilizado, as plantas de milho recuperaram 8,0 e 16,7 kg ha-1 de N fertilizante em pré-semeadura e cobertura, respectivamente. Nos tratamentos com U, a média foi de 3,1 kg ha-1, independentemente da época de aplicação. As produtividades de grãos obtidas com SA e U, independentemente da época de aplicação, foram de 7.824 kg ha-1 e 6.977 kg ha-1, respectivamente. Na adubação em pré-semeadura do milho, o SA apresentou maior rapidez na ciclagem do N imobilizado-mineralizado ("turnover"), em relação a U, e, conseqüentemente, causou maior assimilação do N pela cultura. Em cobertura, no sulco de adubação, somente houve imobilização do N-U, retardando a sua assimilação pela planta.

Absorção de nitrogênio nativo do solo pelo milho sob plantio direto em sucessão a plantas de cobertura

O não revolvimento do solo com cultivo de adubos verdes na entressafra e o manejo da adubação nitrogenada alteram, geralmente, a dinâmica e a recuperação do N no sistema solo-planta. O objetivo deste trabalho foi avaliar a quantidade de N nativo do solo absorvido pelo milho em plantio direto, sob diferentes doses de N, em sucessão à crotalária (Crotalaria juncea), ao milheto (Pennisetum americanum) e à vegetação espontânea (pousio) em um Latossolo Vermelho no Cerrado. O estudo foi desenvolvido na fazenda experimental da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira-UNESP, Selvíria-MS, nos anos agrícolas 2001/02 e 2002/03. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 15 tratamentos e quatro repetições, dispostos em esquema fatorial, 5 x 3, sendo cinco doses de N, na forma de uréia (0, 30, 80, 130 e 180 kg ha-1) e três sistemas de cobertura do solo (crotalária, milheto e o solo em pousio na entressafra). A quantidade de N nativo do solo absorvida pelo milho foi calculada pela diferença entre total de N acumulado na planta de milho, na época da maturação fisiológica, e o somatório do N proveniente da uréia, do milheto ou da crotalária determinados pelo método isotópico com 15N. O solo forneceu a maior quantidade de N para o milho, comparada à do fertilizante inorgânico conjuntamente à dos adubos verdes. As doses de N e os sistemas de cobertura do solo influenciaram significativamente a absorção de N nativo do solo pelo milho.

Produtividade da cana-de-açúcar relacionada à localização de adubos nitrogenados aplicados sobre os resíduos culturais em canavial sem queima

O conhecimento agronômico a respeito do manejo adequado de canaviais sem queima da palha, ainda é limitado, principalmente, no que se refere à adubação nitrogenada. O experimento foi desenvolvido em campo, com o objetivo de avaliar a produtividade e o balanço de 15N-fertilizantes no sistema solo-planta-palha e a perda de NH3 por volatilização, em soqueira colhida mecanicamente sem queima, comparando-se a localização de fontes nitrogenadas aplicadas em superfície. O cultivar de cana-de-açúcar foi o SP81-3250. O delineamento experimental foi o de blocos completos inteiramente casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos constaram de quatro fontes de N: nitrato de amônio (NA), sulfato de amônio (SA), uréia (U) e uran (UA), na dose de 70 kg ha-1 de N, com aplicação sobre a palha em área total ou em faixa, dos dois lados da linha da soqueira. Nas parcelas que receberam SA e U foram instaladas microparcelas, com os fertilizantes marcados em 15N. As fontes nitrogenadas U e UA, que contêm N na forma amídica, apresentaram as maiores perdas de amônia por volatilização, especialmente quando aplicadas em faixa. As perdas de N por volatilização causaram redução na produtividade da cana-de-açúcar, porém a localização dos fertilizantes nitrogenados não influenciou a produtividade de cana. Independentemente da localização das fontes nitrogenadas, a recuperação do 15N pela cana-de-açúcar da fonte SA foi o dobro em relação à da U. A recuperação no sistema solo-planta-palha para SA e U foi de 74 e 55 %, respectivamente.

Imobilização de nitrogênio da uréia e do sulfato de amônio aplicado em pré-semeadura ou cobertura na cultura de milho, no sistema plantio direto

No segundo ano de estudo, sulfato de amônio (SA) e uréia (U) marcados com 15N foram aplicados na cultura do milho, em sucessão à aveia-preta (Avena strigosa Schieb.), no sistema plantio direto, 33 dias antes e 10 dias depois da semeadura, na dose de 80 kg ha-1 de N, incorporados a 5-7 cm de profundidade, em sulcos espaçados de 0,8 m, nas entrelinhas do milho. O objetivo foi quantificar o N dos fertilizantes imobilizado no solo (15N orgânico), no sulco de adubação, e o N recuperado na planta nos estádios de 4-5 folhas, 11-12 folhas, florescimento e colheita. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, efetuando-se a análise de variância em esquema fatorial 2 x 6 em pré-semeadura (duas fontes, U e SA, em seis épocas de amostragem) e 2 x 3 (duas fontes em três épocas de amostragem) em cobertura, com três repetições. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho ácrico típico fase Cerrado subcaducifólio, na Fazenda Floresta do Lobo - Pinusplan, em Uberlândia (MG). Na aplicação em pré-semeadura, a máxima imobilização foi observada aos 22 dias da aplicação do SA (9,1 kg ha-1 ou 11,4 % do N aplicado) e aos 11 dias da aplicação da U (46,5 kg ha-1 ou 58,1 % do N aplicado). Até a colheita, a planta (parte aérea, grãos e raiz) acumulou 66,0 e 47,9 kg ha-1 de N-SA e N-U, respectivamente, correspondendo à eficiência de absorção de 82,5 e 59,9 % do N aplicado. Na aplicação em cobertura, a imobilização do N fertilizante das duas fontes foi inferior a 12,5 % do N aplicado, em todas as fases de crescimento da planta, evidenciando que a biomassa do solo não concorreu com a planta pelo N fertilizante, sendo similar à quantificação realizada na safra 1999/2000. Na média das duas safras (1999/2001) e dos estádios de 11-12 folhas e florescimento, para cada kg de N fertilizante imobilizado, as plantas de milho absorveram 8,9 e 15,4 kg ha-1 de N-SA, em pré-semeadura e cobertura, respectivamente. Para N-U, esses valores foram, respectivamente, de 4,5 e 5,2 kg ha-1, mostrando menor proporção de N-imobilizado de SA, com a aplicação dos fertilizantes em cobertura. As produtividades de grãos obtidas com SA e U, independentemente da época de aplicação, foram de 8.543 e 7.767 kg ha-1, respectivamente. Na adubação em pré-semeadura do milho, o SA apresentou maior rapidez na ciclagem do N imobilizado-mineralizado (turnover), em relação a U, e, conseqüentemente, causou maior absorção do N pela cultura, como verificado na safra anterior. Em cobertura, no sulco de adubação, de forma similar à observada na safra anterior, somente houve imobilização significativa do N-U, retardando sua absorção pela planta.

Mineralização da palhada e crescimento de raízes de cana-de-açúcar relacionados com a adubação nitrogenada de plantio

O experimento foi realizado em canavial comercial, com a variedade SP81 3250, na Usina São Martinho (Pradópolis-SP), em Latossolo Vermelho-Escuro de textura argilosa, com o objetivo de avaliar a mineralização da palha de cana-de-açúcar e sua composição após um ciclo de desenvolvimento da cultura. Foi utilizado um delineamento experimental de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Sacos de telas que continham palha marcada em 15N (1,07 % de átomos de 15N), em quantidades equivalentes a 9 t ha-1 de matéria seca, foram colocados entre as fileiras de cana-planta, em todos os tratamentos (0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de N). Após 14 meses (de junho 2005 a agosto 2006), foram retirados os sacos para a quantificação do material seco remanescente e para determinações de N, de isótopos de 15N e do teor de C, por espectrometria de massas. A decomposição da palhada nos sacos foi maior nos tratamentos adubados com N e o balanço de massa subestimou a liberação do N da palha em comparação com os dados obtidos com a técnica isotópica. Após 14 meses, verificou-se que 37 a 65 % da matéria seca do material da palhada remanescente sobre o solo eram compostos por restos de raízes da cana cultivada durante esse período, pela contaminação por solo e por microrganismos que se desenvolveram na palhada, indicando que os processos ocorridos durante a decomposição da palhada são mais dinâmicos do que os avaliados pelo balanço de massas.

Aproveitamento pela cana-de-açúcar da adubação nitrogenada de plantio

O balanço de 15N de fontes nitrogenadas no sistema solo-planta tem sido de muita valia em estudos das transformações do N em diferentes agroecossistemas. No agrossistema da cana-de-açúcar, nas condições brasileiras, a resposta à adubação nitrogenada de cana-planta ainda é questão não totalmente esclarecida e a utilização de fertilizantes nitrogenados marcados com 15N pode auxiliar no entendimento dessa lacuna. Com o objetivo de avaliar o aproveitamento do N da uréia pela cana-de-açúcar no ciclo agrícola de cana-planta, realizaram-se dois experimentos em área comercial de cana-de-açúcar, com o cultivar SP81-3250. Esses experimentos foram feitos de fevereiro de 2005 a julho de 2006. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, sendo os tratamentos constituídos de três doses de N: 40, 80 e 120 kg ha-1, na forma de uréia, e uma testemunha sem fertilização nitrogenada. No centro das parcelas com doses de N-uréia, foram instaladas microparcelas que receberam o fertilizante marcado com 15N. A recuperação de 15N-uréia pela cana-planta (planta toda) foi na média dos experimentos de 30, 30 e 21 %, respectivamente, para as doses de 40, 80 e 120 kg ha-1 de N. A menor recuperação do N-uréia nas maiores doses, especialmente na de 120 kg ha-1, deveu-se às perdas de N do sistema solo-planta. O aproveitamento do N da uréia (15N) representou em média 11,7 % do N total acumulado na planta toda. A distribuição do N proveniente do fertilizante nas diversas partes da planta não variou com a dose de N, sendo em média de 50 % nos colmos, 22 % nas folhas secas, 20 % nos ponteiros e 8 % nas raízes.

Utilização do nitrogênio da palha de milho e de adubos verdes pela cultura do milho

A qualidade dos resíduos vegetais de culturas comerciais e adubos verdes influencia a taxa de mineralização/imobilização de N e o respectivo aproveitamento desse nutriente pelas subseqüentes culturas. Com o objetivo de avaliar a utilização do N mineralizado da parte aérea e do sistema radicular da crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) e da palha de milho, marcados com 15N, realizou-se um estudo, em casa de vegetação, no Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP, Piracicaba (SP), em vasos com 5 kg de solo de um Latossolo Vermelho distroférrico. Foram utilizados seis tratamentos e quatro repetições, dispostos num delineamento inteiramente casualizado, compreendendo: T1 = palha de milho-15N (parte aérea, exceto os grãos) (80 mg kg-1 de N no solo); T2 = raiz de milheto-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T3 = parte aérea de milheto-15N (80 mg kg-1 de N no solo); T4 = raiz de crotalária-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T5 = parte aérea de crotalária-15N (80 mg kg-1 de N no solo) e T6 = tratamento sem adição de fonte orgânica de N. Para os tratamentos que receberam raiz marcada com 15N, adicionou-se parte aérea sem marcação isotópica na mesma quantidade que naqueles que receberam parte aérea marcada, e vice-versa. As raízes foram incorporadas ao solo e a parte aérea adicionada sobre a superfície. Para avaliar absorção de N da palha de milho-15N (7,35 Mg ha-1, equivalente a 56 kg ha-1 de N) pela cultura do milho, realizou-se também um experimento de campo, na mesma área em que foi coletado solo para o experimento de casa de vegetação. A quantidade de N no milho proveniente da crotalária (111,80 mg vaso-1 N ) foi superior à do milheto (30,98 mg vaso-1 N ), que foi superior à da palha de milho (11,80 mg vaso-1N ). A crotalária proporcionou maior absorção de N e produtividade de matéria seca ao milho. O aproveitamento pelo milho do N da parte aérea da crotalária foi superior ao do N do sistema radicular, mas não houve diferença para o N do milheto. A absorção do N dos restos culturais de milho pela cultura do milho, no campo, foi de 4,1 % da quantidade inicial.

Imobilização do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em plantio direto e preparo reduzido do solo

No centro-sul do Brasil, é cada vez mais frequente o uso de dejetos líquidos de suínos em solo sob sistema plantio direto, com resíduos culturais de elevada relação C/N. Com o objetivo de avaliar a imobilização do N amoniacal aplicado ao solo com dejetos líquidos de suínos, foram realizados dois experimentos, um em campo e outro em laboratório, ambos em Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos consistiram da aplicação de dejetos líquidos com ou sem palha de aveia, com (preparo reduzido) ou sem (plantio direto) incorporação no solo. Para quantificar a imobilização do N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos, a fração amoniacal foi enriquecida com 15N. Em campo, a imobilização do N amoniacal foi avaliada em três camadas do solo até a profundidade de 10 cm, durante o ciclo da cultura do milho. Os resultados obtidos nos dois experimentos indicaram que a imobilização do N proveniente da fração amoniacal dos dejetos não foi alterada pela sua incorporação ao solo, mas foi estimulada pela palha de aveia. Quando os dejetos foram aplicados na presença de palha de aveia em campo, a quantidade máxima de N imobilizado atingiu 16 % do N amoniacal aplicado. Quando foram aplicados em solo descoberto, esse valor foi de apenas 11 %. A maior parte do N amoniacal imobilizado após a aplicação dos dejetos líquidos em campo ocorreu durante a fase inicial da decomposição da palha de aveia e na camada superficial do solo. O efeito potencial da palha de aveia sobre a imobilização do N amoniacal dos dejetos, determinado em laboratório foi de 4,2 kg de N para cada Mg de carbono adicionado.

Root system distribution of sugar cane as related to nitrogen fertilization, evaluated by two methods: monolith and probes

Few studies on sugar cane have evaluated the root system of the crop, in spite of its importance. This is mainly due to the difficulty of evaluation and high variability of results. The objective of this study was to develop an evaluation method of the cane root system by means of probes so as to evaluate the mass, distribution and metabolically active roots related to N fertilization at planting. For this purpose, an experiment was conducted in an Arenic Kandiustults with medium texture in Jaboticabal/SP, in a randomized block design with four replications and four treatments: control (without N) and 40, 80 and 120 kg ha-1 of N applied in the form of urea in the planting furrow of the cane variety SP81 3250. One week before harvest, a urea-15N solution was applied at the cane stalk base to detect active metabolism in the root system. Trenches of 1.5 m length and 0.6 m depth were opened between two sugar cane rows for root sampling by two methods: monoliths (0.3, 0.2 and 0.15 m wide, deep and long respectively) taken from the trench wall and by probe (internal diameter 0.055 m). For each method, 15 samples per plot were collected. The roots were separated from the soil in a sieve (2 mm mesh), oven-dried (at 65 ºC) and the dry matter was measured. Root sampling by probes resulted in root mass that did not differ from the evaluation in monoliths, indicating that this evaluation method may be used for sugar cane root mass, although neither the root distribution in the soil profile nor the rhizome mass were efficiently evaluated, due to the small sample volume. Nitrogen fertilization at planting did not result in a greater root accumulation in the sugar cane plant, but caused changes in the distribution of the root system in the soil. The absence of N fertilization led to a better root distribution in the soil profile, with 50, 34 and 16 % in the 0-0.2, 0.2-0.4 and 0.4-0.6 m layers, respectively; in the fertilized treatments the roots were concentrated in the surface layer, with on average 70, 17 and 13 % for the same layers. The metabolically active roots were concentrated in the center of the cane stool, amounting to 40 % of the total root mass, regardless of N fertilization (application of 120 kg ha-1 N or without N).

Drenagem interna e lixiviação de nitrato em um latossolo sob sucessão milho-braquiária-milho, com diferentes doses de nitrogênio

A adubação nitrogenada ideal deve ser definida para satisfazer a necessidade da cultura, mas com o mínimo de risco ao ambiente. Para isso, é necessário que a recomendação da adubação nitrogenada seja a mais exata possível. O presente trabalho foi desenvolvido em um solo de textura areno-argilosa, com o objetivo de avaliar a drenagem interna e a lixiviação de NO3- à profundidade de 0,80 m com o tempo, em uma sucessão de culturas sob plantio direto, utilizando-se sulfato de amônio marcado com o isótopo estável 15N, em diferentes doses. As avaliações foram feitas em dois cultivos de milho safrinha, o primeiro no ano agrícola de 2006 e o segundo em 2007, e em um de braquiária na entressafra. Os tratamentos consistiram de doses de N de 60, 120 e 180 kg ha-1, na forma de sulfato de amônio marcado (15N), e um tratamento testemunha, sem aplicação de N. O adubo marcado foi aplicado em subparcelas previamente definidas, apenas no primeiro cultivo do milho (safra 2006). A drenagem interna foi obtida a partir da densidade de fluxo de água calculada pela equação de Darcy-Buckingham, na qual a condutividade hidráulica e o gradiente de potencial total foram estimados a partir de leituras diárias de tensiômetros de mercúrio, instalados nas profundidades de 0,70, 0,80 e 0,90 m. A condutividade hidráulica em função do potencial mátrico na profundidade de 0,80 m foi determinada, no campo, pelo método do perfil instantâneo, usando tensiômetros e curvas de retenção. A densidade de fluxo de água foi também usada, juntamente com a concentração de NO3- e a porcentagem de átomos de 15N da solução no solo, para estimar a lixiviação do NO3-total e daquele derivado do fertilizante. A solução no solo foi coletada por meio de extratores com cápsula porosa, instalados na profundidade de 0,80 m. A drenagem interna diminuiu com o aumento das doses de N aplicadas para a sucessão de culturas estudada, variando de 31,5 a 73,4 % da precipitação pluvial total (97 mm) durante o primeiro cultivo de milho, de 26,1 a 58,1 % da precipitação pluvial total (695 mm) no cultivo da braquiária e pousio e de 56,6 a 87,4 % do total de 419 mm de precipitação pluvial no segundo cultivo de milho. A lixiviação de NO3-total (do fertilizante e outras fontes) foi muito baixa no primeiro cultivo de milho em todas as doses de N e significativa para as doses de 120 e 180 kg ha-1 nos períodos da cultura de braquiária mais pousio (26,16 kg ha-1 para a dose de 120 e 39,8 kg ha-1 para a de 180 kg ha-1) e da segunda cultura de milho (aproximadamente 23 kg ha-1 para ambas as doses). A lixiviação de NO3-proveniente do fertilizante foi praticamente nula no primeiro cultivo de milho e, em geral, baixa durante o cultivo de braquiária e o segundo cultivo de milho.