Nitrous oxide and methane fluxes in south Brazilian gleysol as affected by nitrogen fertilizers

Nitrogen fertilizers increase the nitrous oxide (N2O) emission and can reduce the methane (CH4) oxidation from agricultural soils. However, the magnitude of this effect is unknown in Southern Brazilian edaphoclimatic conditions, as well as the potential of different sources of mineral N fertilizers in such an effect. The aim of this study was to investigate the effects of different mineral N sources (urea, ammonium sulphate, calcium nitrate, ammonium nitrate, Uran, controlled- release N fertilizer, and urea with urease inhibitor) on N2O and CH4 fluxes from Gleysol in the South of Brazil (Porto Alegre, RS), in comparison to a control treatment without a N application. The experiment was arranged in a randomized block with three replications, and the N fertilizer was applied to corn at the V5 growth stage. Air samples were collected from a static chambers for 15 days after the N application and the N2O and CH4 concentration were determined by gas chromatography. The topmost emissions occurred three days after the N fertilizer application and ranged from 187.8 to 8587.4 µg m-2 h-1 N. The greatest emissions were observed for N-nitric based fertilizers, while N sources with a urease inhibitor and controlled release N presented the smallest values and the N-ammonium and amidic were intermediate. This peak of N2O emissions was related to soil NO3--N (R² = 0.56, p < 0.08) when the soil water-filled pore space was up to 70 % and it indicated that N2O was predominantly produced by a denitrification process in the soil. Soil CH4 fluxes ranged from -30.1 µg m-2 h-1 C (absorption) to +32.5 µg m-2 h-1 C (emission), and the accumulated emission in the period was related to the soil NH4+-N concentration (R² = 0.82, p < 0.001), probably due to enzymatic competition between nitrification and metanotrophy processes. Despite both of the gas fluxes being affected by N fertilizers, in the average of the treatments, the impact on CH4 emission (0.2 kg ha-1 equivalent CO2-C ) was a hundredfold minor than for N2O (132.8 kg ha-1 equivalent CO2-C). Accounting for the N2O and CH4 emissions plus energetic costs of N fertilizers of 1.3 kg CO2-C kg-1 N regarding the manufacture, transport and application, we estimated an environmental impact of N sources ranging from 220.4 to 664.5 kg ha-1 CO2 -C , which can only be partially offset by C sequestration in the soil, as no study in South Brazil reported an annual net soil C accumulation rate larger than 160 kg ha-1 C due to N fertilization. The N2O mitigation can be obtained by the replacement of N-nitric sources by ammonium and amidic fertilizers. Controlled release N fertilizers and urea with urease inhibitor are also potential alternatives to N2O emission mitigation to atmospheric and systematic studies are necessary to quantify their potential in Brazilian agroecosystems.

Ciclagem e balanço de potássio e produtividade de soja na integração lavoura-pecuária sob semeadura direta

A ciclagem e balanço de nutrientes em sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) são processos que envolvem o componente solo, a planta e o animal, além da fertilização, em que o manejo dos animais, por alterar as condições bióticas e abióticas do solo, altera a velocidade de decomposição dos resíduos. Objetivou-se avaliar a ciclagem e o balanço de K em sistema ILP sob semeadura direta, em função da intensidade de pastejo por bovinos em pastagem, no inverno, e sua relação com a produtividade de soja, cultivada no verão. O experimento foi iniciado em maio de 2001 em Latossolo Vermelho distroférrico, em área que vinha sendo cultivada em semeadura direta desde 1991. Os tratamentos constaram de intensidades de pastejo contínuo, por bovinos jovens, em mistura de azevém + aveia-preta, representados por alturas do pasto: 10, 20, 30 e 40 cm e sem pastejo (testemunha), distribuídos num delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, em que se avaliou um ciclo pastagem/soja (safra 2007/08). Na ciclagem, foram considerados os teores de K na pastagem, na soja e nos animais e, no balanço desse nutriente, na lavoura e no solo, foram considerados os seus teores no solo e as entradas, como fertilizante e saídas, nos grãos de soja e no tecido animal. A ciclagem do K aumentou com o aumento da intensidade de pastejo, e o seu balanço no sistema, apesar de negativo, com maior déficit nas áreas com maior intensidade de pastejo, não influenciou a produtividade da soja.

Atributos microbianos do solo após a adição de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de parboilização do arroz

O cultivo do arroz é destaque na região Sul, com 60 % da produção total desse cereal no país. A parboilização do arroz é um tratamento hidrotérmico que cozinha parcialmente os grãos ainda em casca, melhorando seu valor nutricional. Desse processo resulta um efluente rico em matéria orgânica e nutrientes, que pode ser utilizado como adubo orgânico na agricultura. O presente trabalho objetivou avaliar a qualidade de um solo com base nas alterações de alguns atributos microbianos decorrentes do acréscimo de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de parboilização do arroz. Foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro em casa de vegetação, por meio do cultivo de milho em um Argissolo acrescido de lodo (base seca) nas doses de 2,15; 4,31; 8,62; 12,93; e 17,24 g kg-1, em que foram analisados os teores de C orgânico total (COT) e N total (NT)do solo e da biomassa microbiana. O segundo foi desenvolvido em laboratório, utilizando-se vasos respirométricos, com o mesmo solo e tratamentos do experimento anterior, onde se analisou a atividade da microbiota do solo pela determinação da respiração basal. Como tratamentos controle foram utilizados: solo sem adubação e solo adubado com NPK. Os tratamentos foram dispostos em delineamento completamente casualizado com quatro repetições. A atividade microbiana do solo e o C (CM) e N (NM) da biomassa microbiana aumentaram com as doses de lodo e proporcionaram diminuição no quociente metabólico do solo. A aplicação do lodo não alterou as relações COT/NT, CM/NM, CM/COT e NM/NT, em comparação com o tratamento NPK. A aplicação do lodo ao solo aumentou os teores de COT e causou diminuição nos teores de N mineral (NH4+ e NO3-), quando comparados aos do tratamento NPK. O lodo originado da parboilização do arroz pode ser aplicado ao solo, em doses recomendadas, com benefícios à atividade e à biomassa microbiana.

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.

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).

Effect of compaction on microbial activity and carbon and nitrogen transformations in two oxisols with different mineralogy

The use of machinery in agricultural and forest management activities frequently increases soil compaction, resulting in greater soil density and microporosity, which in turn reduces hydraulic conductivity and O2 and CO2 diffusion rates, among other negative effects. Thus, soil compaction has the potential to affect soil microbial activity and the processes involved in organic matter decomposition and nutrient cycling. This study was carried out under controlled conditions to evaluate the effect of soil compaction on microbial activity and carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. Two Oxisols with different mineralogy were utilized: a clayey oxidic-gibbsitic Typic Acrustox and a clayey kaolinitic Xantic Haplustox (Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico - LVA, and Latossolo Amarelo distrófico - LA, respectively, in the Brazil Soil Classification System). Eight treatments (compaction levels) were assessed for each soil type in a complete block design, with six repetitions. The experimental unit consisted of PVC rings (height 6 cm, internal diameter 4.55 cm, volume 97.6 cm³). The PVC rings were filled with enough soil mass to reach a final density of 1.05 and 1.10 kg dm-3, respectively, in the LVA and LA. Then the soil samples were wetted (0.20 kg kg-1 = 80 % of field capacity) and compacted by a hydraulic press at pressures of 0, 60, 120, 240, 360, 540, 720 and 900 kPa. After soil compression the new bulk density was calculated according to the new volume occupied by the soil. Subsequently each PVC ring was placed within a 1 L plastic pot which was then tightly closed. The soils were incubated under aerobic conditions for 35 days and the basal respiration rate (CO2-C production) was estimated in the last two weeks. After the incubation period, the following soil chemical and microbiological properties were detremined: soil microbial biomass C (C MIC), total soil organic C (TOC), total N, and mineral N (NH4+-N and NO3--N). After that, mineral N, organic N and the rate of net N mineralization was calculated. Soil compaction increased NH4+-N and net N mineralization in both, LVA and LA, and NO3--N in the LVA; diminished the rate of TOC loss in both soils and the concentration of NO3--N in the LA and CO2-C in the LVA. It also decreased the C MIC at higher compaction levels in the LA. Thus, soil compaction decreases the TOC turnover probably due to increased physical protection of soil organic matter and lower aerobic microbial activity. Therefore, it is possible to conclude that under controlled conditions, the oxidic-gibbsitic Oxisol (LVA) was more susceptible to the effects of high compaction than the kaolinitic (LA) as far as organic matter cycling is concerned; and compaction pressures above 540 kPa reduced the total and organic nitrogen in the kaolinitic soil (LA), which was attributed to gaseous N losses.

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.

Brachiaria species affecting soil nitrification

Nitrification can lead to substantial losses of the applied N through nitrate leaching and N2O emission. The regulation of nitrification may be a strategy to improve fertilizer N recovery and increase its agronomic efficiency. The objective of this study was to evaluate the inhibiting capacity of nitrification in soil by Brachiaria species. The greenhouse experiment was conducted using pots with 10 dm³ of a Red Latosol sample. The treatments consisted of the cultivation of three forage species (Brachiaria brizantha, B. ruziziensis and B. decumbens) and four n rates (0, 100, 200, and 300 mg/pot), and the control (without plants). In the absence of the forage plants, all N fertilization levels raised the N-NO3- soil levels, as a result of nitrification. The mineralization of organic matter supplied much of the N requirement of the forage plants and nitrification was influenced in the rhizosphere of B. brizantha; however, this effect was not high enough to alter the N-NH4+ level in the total soil volume of the pot.

Nitrate role in basic cation leaching under no-till

Especially under no-tillage, subsuface soil acidity has been a problem, because it depends on base leaching, which has been associated with the presence of low molecular weigth organic acids and companion anions. The objective of this study was to evaluate exchangeable base cation leaching as affected by surface liming along with annual urea side-dressing of maize and upland rice. Treatments consisted of four lime rates (0, 1500, 3000, and 6000 kg ha-1) combined with four nitrogen rates (0, 50, 100, and 150 kg ha-1) applied to maize (Zea mays) and upland rice (Oryza sativa), in two consecutive years. Maize was planted in December, three months after liming. In September of the following year, pearl millet (Pennisetum glaucum) was planted without fertilization and desiccated 86 days after plant emergence. Afterwards, upland rice was grown. Immediately after upland rice harvest, 18 months after surface liming, pH and N-NO3-, N-NH4+, K, Ca, and Mg levels were evaluated in soil samples taken from the layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm. Higher maize yields were obtained at higher N rates and 3000 kg ha-1 lime. Better results for upland rice and pearl millet yields were also obtained with this lime rate, irrespective of N levels. The vertical mobility of K, Ca and Mg was higher in the soil profiles with N fertilization. Surface liming increased pH in the upper soil layers causing intense nitrate production, which was leached along with the base cations.

Crescimento e produção do arroz sob diferentes proporções de Nitrato e de Amônio

As plantas diferem quanto à preferência pela forma de N mineral a ser absorvida e metabolizada. No arroz, essa preferência parece variar com o estádio de crescimento da cultura. O presente trabalho objetivou avaliar o efeito de proporções de N-nitrato e de N-amônio sobre o crescimento e a produção de grãos das cultivares de arroz de terras altas BRS Colosso e BRSMG Conai em solução nutritiva, em dois experimentos, um com cada cultivar. Em ambos os experimentos o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas no tempo. As parcelas primárias foram constituídas por cinco relações N-nitrato (N-NO3-):N-amônio (N-NH4+) (100:00, 80:20, 60:40, 50:50 e 40:60), e as subparcelas, por estádios de crescimento do arroz (início do perfilhamento, diferenciação do primórdio floral e início da emissão de panículas). O fornecimento de N na forma exclusiva de nitrato, ou de amônio em maiores proporções que o nitrato, diminuiu a produção de matéria seca das cultivares de arroz, principalmente na época da emissão de panículas, alterando também a produção de grãos. A máxima produção de matéria seca da parte aérea das cultivares de arroz ocorreu para proporções de nitrato entre 58 e 68 %. Para a produção de grãos, os máximos foram obtidos com proporções de nitrato entre 75 e 78 %. A causa do menor crescimento e da produção das cultivares de arroz quando se forneceu apenas nitrato foi o acúmulo excessivo dessa forma nos tecidos das plantas na fase inicial do seu crescimento, devido à baixa atividade da redutase do nitrato nessa fase. Entretanto, houve efeito prejudicial também pelo excesso de amônio, quando este se encontrava em maiores proporções que o nitrato na solução nutritiva.

Mineralização de nitrogênio em latossolos adubados com resíduos orgânicos

A taxa de mineralização do nitrogênio (N) varia de um resíduo orgânico para outro, evidenciando-se dependente da sua composição química e interação do material orgânico com o solo. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a dinâmica de mineralização de N de resíduos orgânicos incubados em Latossolos. O experimento foi conduzido no período de julho de 2007 a abril de 2008, sendo incubadas amostras de estercos, lodos, compostos, substrato e turfa em areia lavada, Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), com 240 e 670 g kg-1 de argila, respectivamente. O N mineralizado foi avaliado medindo-se os teores de N-NH4+ e N-NO3- em lixiviados coletados aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 210, 240 e 270 dias de incubação. A mineralização de N ocorreu a maiores taxas nos períodos iniciais de incubação. O N mineralizado (33 a 199,2 mg kg-1) após 270 dias de incubação é regulado pelos teores de N total e de carbono solúvel em água dos resíduos orgânicos. Independentemente do meio utilizado para incubação, os estercos de galinha e de codorna propiciaram os maiores teores de N mineralizado nos Latossolos. À exceção dos estercos de galinha e codorna, há imobilização líquida de N no LVA; mineralização líquida de N é verificada no LVdf, para todos os resíduos orgânicos. Em relação às formas de N disponibilizadas pelos resíduos, predomina o N-nitrato, sendo a proporção N-nítrico/N-amoniacal dependente da mistura solo-resíduo estudada.

Análise espaço-temporal de componentes do balanço hídrico em um Latossolo

O monitoramento das variáveis que constituem a equação do balanço hídrico do solo em campo cultivado é necessário para avaliar com confiabilidade os períodos de déficits hídricos durante o ciclo das culturas, manejar a irrigação e quantificar perdas de nutrientes por lixiviação. Os componentes da equação do balanço hídrico podem variar no espaço e no tempo, e o estudo da estabilidade temporal da variabilidade espacial desses componentes é essencial para determinar quais são os pontos de observação no campo (locais) para monitorar a água do solo com precisão e esforço amostral reduzido. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar os componentes do balanço da água (especificamente a variação de armazenamento de água do solo, drenagem interna e evapotranspiração real) de plantas de milho em um Latossolo Vermelho-Amarelo e analisar a variabilidade espacial e temporal, por meio da técnica de estabilidade temporal. O estudo foi realizado em uma área do Campus da ESALQ/USP, município de Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil. O relevo da área experimental, que tem 1.500 m², é plano. Nessa área foram instalados 60 tubos de alumínio para acesso de uma sonda de nêutrons e 120 tensiômetros com manômetro de mercúrio (60 na profundidade de 0,75 m e 60 na profundidade de 0,85 m). Isso permitiu estimar a densidade de fluxo de água do solo na profundidade de 0,80 m por meio da equação de Darcy-Buckingham e o armazenamento de água na camada de 0,0-0,80 m, ao longo do ciclo da cultura. A precipitação pluvial foi medida por meio de um pluviômetro instalado no centro da área experimental, e a evaporação real foi considerada como desconhecida da equação do balanço hídrico. A pesquisa foi realizada dividindo o ciclo de cultivo em 13 períodos (P1 a P13). O uso da estatística descritiva foi feito para evidenciar a variação do comportamento dos dados após a remoção dos pontos discrepantes, que representaram entre 0,0 e 3,9 % dos pontos amostrais por período. O uso da estatística descritiva foi útil por ter apresentado a mudança no comportamento dos dados, após a retirada de valores discrepantes e extremos em alguns períodos. A técnica da estabilidade temporal é viável para avaliação do balanço hídrico no espaço e no tempo. Os coeficientes de correlação de Spearman entre os períodos indicaram estabilidade temporal para a armazenagem da água independentemente do teor de umidade do solo, mas não expressaram confiabilidade para a avaliação da drenagem interna e a evapotranspiração real da cultura. A evapotranspiração oscilou ao longo do ciclo da cultura mantendo-se praticamente constante nos períodos P5 a P9, em que houve maior desenvolvimento vegetativo das plantas.

Balanço hídrico em Neossolo regolítico cultivado com braquiária (Brachiaria Decumbens Stapf)

Um dos principais fatores de produção para as culturas é a disponibilidade de água no solo, de forma que a quantificação das entradas e saídas dessa água, por meio do método do balanço hídrico, pode ser um instrumento valioso para melhorar o manejo dado a ela. Desse modo, este trabalho teve como objetivo analisar os componentes do balanço hídrico (variação do armazenamento de água no solo, drenagem, ascensão capilar e evapotranspiração) e o perfil do sistema radicular em Brachiaria decumbens, em nove meses do ano de 2011 (março a novembro). Também foi avaliada a razão entre evapotranspiração (ET) e evapotranspiração de referência (ETo). Esta pesquisa foi realizada na fazenda Riacho do Papagaio, em São João, na mesorregião do Agreste do Estado de Pernambuco, onde foram instalados sensores automatizados para medição da umidade volumétrica do solo nas profundidades de 0,10; 0,20; 0,30; e 0,40 m. A precipitação pluvial foi monitorada por meio de um pluviógrafo automatizado instalado numa torre no centro da área. Para a determinação da drenagem e da ascensão capilar, foram realizados ensaios de infiltração para obtenção da condutividade hidráulica do solo, além da determinação da curva de retenção, em laboratório. A ET foi obtida como termo residual da equação do balanço hídrico e a ETo, pelo método de Penman-Monteith. O volume de controle utilizado para o balanço hídrico teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior a profundidade de 0,30 m. Também foi analisado o perfil do sistema radicular da braquiária, mensalmente. Observou-se que os períodos com elevadas pluviosidades resultaram num maior armazenamento de água no solo, em maiores valores de drenagem e de evapotranspiração. O fluxo de água no limite inferior (z = 0,30 m) do solo ocorreu somente no sentido descendente, sendo perdidos 103,14 mm de água por drenagem, o que representa 24,12 % de toda a água fornecida à cultura. A evapotranspiração total da Brachiaria decumbens Stapf foi de 324,96 mm, com valor médio de 1,2 mm d-1. A pastagem sofreu estresse hídrico, em quase todo período experimental, tendo em vista os valores da relação ET/ETo serem inferiores a 1. Os baixos valores da razão ET/ETo indicaram a necessidade de se realizar irrigação para se diminuir o déficit hídrico. No entanto, em razão dos elevados valores de drenagem, recomendam-se práticas de manejo que aumentem a retenção de água pelo solo.

Rice straw incorporated just before soil flooding increases acetic acid formation and decreases available nitrogen

Incorporation of rice straw into the soil just before flooding for water-seeded rice can immobilize mineral nitrogen (N) and lead to the production of acetic acid harmful to the rice seedlings, which negatively affects grain yield. This study aimed to evaluate the formation of organic acids and variation in pH and to quantify the mineral N concentration in the soil as a function of different times of incorporation of rice straw or of ashes from burning the straw before flooding. The experiment was carried out in a greenhouse using an Inceptisol (Typic Haplaquept) soil. The treatments were as follows: control (no straw or ash); incorporation of ashes from previous straw burning; rice straw incorporated to drained soil 60 days before flooding; straw incorporated 30 days before flooding; straw incorporated 15 days before flooding and straw incorporated on the day of flooding. Experimental units were plastic buckets with 6.0 kg of soil. The buckets remained flooded throughout the trial period without rice plants. Soil samples were collected every seven days, beginning one day before flooding until the 13th week of flooding for determination of mineral N- ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-). Soil solution pH and concentration of organic acids (acetic, propionic and butyric) were determined. All NO3- there was before flooding was lost in approximately two weeks of flooding, in all treatments. There was sigmoidal behavior for NH4+ formation in all treatments, i.e., ammonium ion concentration began to rise shortly after soil flooding, slightly decreased and then went up again. On the 91st day of flooding, the NH4+ concentrations in soil was 56 mg kg-1 in the control treatment, 72 mg kg-1 for the 60-day treatment, 73 mg kg-1 for the 30-day treatment and 53 mg kg-1 for the ash incorporation treatment. These ammonium concentrations correspond to 84, 108, 110 and 80 kg ha-1 of N-NH4+, respectively. When the straw was incorporated on the day of flooding or 15 days before, the concentration of N-NH4+ in the soil was 28 and 54 mg kg-1, equivalent to an accumulation of 42 and 81 kg ha-1 of N-NH4+, respectively. There was formation of acetic acid in which toxic concentrations were reached (7.2 mmol L-1) on the 15th day of flooding only for the treatment with straw incorporated on the day of flooding. The pH of the soil solution of all the treatments increased after flooding and this increase was faster in the treatments with incorporation of straw, followed by the ash treatment and then the control. After 60 days of flooding, however, the pH values were around 6.5 for all treatments, except for the control, which reached a pH of 6.3. Rice straw should be incorporated into the soil at least 30 days before flooding; otherwise, it may immobilize part of the mineral N and produce acetic acid in concentrations toxic to rice seedlings.

Ciclagem e balanço de nutrientes no sistema solo-planta em um plantio de Eucalyptus sp., no Distrito Federal

As espécies do gênero Eucalyptus são as mais plantadas no mundo, tornando-se solução para diminuir a pressão sobre as florestas nativas. Este trabalho objetivou avaliar a biomassa seca e sua distribuição nos diferentes compartimentos das árvores (folhas, galhos, casca, lenho e raízes), bem como examinar o conteúdo de macronutrientes dela e o balanço de nutrientes no sistema solo-planta, em um plantio de Eucalyptus urophylla x E. grandis, aos 60 meses de idade, na Fazenda Água Limpa, no Distrito Federal. Os dados foram obtidos de três árvores de eucalipto, que foram cubadas rigorosamente e tiveram as raízes escavadas até a profundidade de 60 cm. Esses dados foram submetidos à análise estatística pela correlação de Pearson. Grande parte da biomassa seca das árvores foi verificada no compartimento lenho (69,19 %), seguido de raízes (10,15 %), galhos (9,75 %), casca (6,06 %) e folhas (4,85 %). Os maiores teores de macronutrientes foram detectados nas folhas (N = 13,55 g kg-1; P = 1,33 g kg-1; K = 8,52 g kg-1; Ca = 7,12 g kg-1; Mg = 2,44 g kg-1; e S = 1,76 g kg-1), enquanto o lenho apresentou os menores (N = 1,73 g kg-1; P = 0,23 g kg-1; K = 0,34 g kg-1; Ca = 0,20 g kg-1; Mg = 0,03 g kg-1; e S = 0,43 g kg-1). A ordem dos conteúdos totais de macronutrientes verificada para a parte aérea foi: N > K > Ca >S > Mg > P, enquanto para as raízes, N > Ca > K > Mg > S > P. As raízes são responsáveis por acumular aproximadamente 11,90 % dos nutrientes contidos na biomassa das árvores; essa quantidade diminui com o aumento da profundidade. O balanço de nutrientes indica que P e S não são suficientes para um novo ciclo da floresta.