Resposta do arroz irrigado ao suprimento de amônio e nitrato

No arroz cultivado sob alagamento, ocorre a elevação dos teores de NH4+ no solo, sendo assim considerada a principal fonte de N para a cultura. Entretanto, o O2 transportado pelo aerênquima e liberado pelas raízes cria um ambiente favorável à nitrificação na rizosfera, determinando a formação de proporções entre amônio e NO3- disponíveis. Nesse caso, acredita-se que o NO3- pode favorecer o desenvolvimento da cultura e ao mesmo tempo evitar a toxidez por NH4+ no solo alagado. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes proporções dos íons NH4+ e NO3- no crescimento do arroz em solução nutritiva. O experimento foi realizado em casa de vegetação, no período de setembro a novembro de 2007, em solução nutritiva e substrato inerte, visando criar um meio poroso, para o crescimento radicular com as seguintes proporções de NH4+ e NO3-:100:0, 75:25 e 25:75 % na concentração de 10,0 mmol L-1 de N. Os baldes foram preenchidos com um substrato inerte, visando criar um meio poroso para o desenvolvimento das raízes. Foram comparados os genótipos IRGA 417 (indica) e Sasanishiki (japônica), e avaliadas a produção de biomassa, a distribuição e o comprimento de raízes e a absorção de N, Ca, Mg e K. O NH4+ das proporções 100:0, 75:25 % causou toxidez às plantas, porém, na maior proporção de NO3- , houve redução da toxidez. O suprimento combinado de NH4+ e NO3- aumentou a produção de biomassa em relação ao NH4+ suprido isoladamente. O sistema radicular do arroz cresceu basicamente na camada de 0-10 cm dos cultivares testados, e o maior comprimento ocorreu no tratamento NH4+ 75:25 NO3- para a IRGA 417. O NH4+ afetou negativamente a absorção do Ca, porém não teve efeito sobre a absorção de N, Mg e K. O N, K e Ca total absorvidos indicam maior eficiência de absorção com o suprimento combinado das duas fontes de N no cultivar IRGA 417, porém sem diferença para Sasanishiki. Assim, conclui-se que o NH4+ é tóxico para o arroz em concentrações elevadas. A presença de NO3- é imprescindível para aumentar a absorção de N, melhorando o crescimento e desenvolvimento da planta e a absorção de cátions.

Sistemas de manejo e a matéria orgânica de solo de várzea com cultivo de arroz

Solos de várzea representam um importante depósito de C atmosférico, cujo efeito de práticas agrícolas na dinâmica da matéria orgânica (MO) necessita ser mais bem entendido. Este estudo foi realizado em experimento de longa duração (11 anos), localizado na Estação Experimental do Arroz de Cachoeirinha (RS), e teve como objetivo avaliar o efeito do sistema plantio direto (SPD) nos estoques de C orgânico, na labilidade da MO e na proteção física da MO em agregados de um Gleissolo Háplico (200 g kg-1 de argila) cultivado com arroz (Oriza sativa L.) irrigado por inundação, em comparação ao sistema de preparo convencional (SPC). O estoque de C orgânico da camada de 0-20 cm não foi afetado pelos sistemas de manejo de solo (38,39 Mg ha-1 no solo em SPC e 37,36 Mg ha-1 em SPD), o que indica que as taxas de decomposição da MO nesse ambiente anaeróbio não foram influenciadas pelo revolvimento do solo. A labilidade da MO nesse solo de várzea, avaliada pela razão C orgânico particulado (COP)/C orgânico associado aos minerais, foi bem superior à labilidade normalmente verificada em solos aerados e, na média da camada de 0-20 cm, não foi alterada pelos sistemas de manejo de solo (0,24 em SPC e 0,28 em SPD). O aumento da fração leve-oclusa (FLO) foi apenas uma pequena proporção (9 %) do aumento do teor de C orgânico total no SPD, em comparação ao SPC, na camada superficial (0-5 cm), indicando que a proteção física da MO no interior de agregados foi pouco expressiva na estabilização da MO neste ambiente de drenagem restrita. Isso se deve, provavelmente, à efêmera agregação e, ou, à facilidade de acesso dos microrganismos e de suas enzimas à decomposição da MO intra-agregados nesse solo devido à saturação por água.

Attributes of irrigated rice and soil solution as affected by salinity levels of the water layer

In the State of Rio Grande do Sul, Brazil, flooded rice fields using Patos Lagoon as the source of water for irrigation are subject to be damaged by salinity, since this source is bound to the sea on its southern end. The sensitivity of rice is variable during plant development, being higher in the seedling and reproductive periods. However, there is not enough information about the behavior of plants under salt stress during the course of its development, especially in the vegetative stage. This study evaluated the effect of different levels of salinity of irrigation water on the salinity of soil solution over time and on some plant attributes, during the vegetative stage of rice. The study was conducted in a greenhouse, where seeds of the variety IRGA 424 were sown in pots and irrigated with water with electrical conductivity (ECi) levels of: 0.3, 0.75, 1.5, 3.0 and 4.5 dS m-1; from the tillering initiation (V4) until the panicle initiation (PI). The evaluations made were the electrical conductiviy of soil solution (ECe), the dry biomass of plants and stems, tillering, height and the transpiration of plants. The ECe increased with the ECi over time, and was determined by water transpiration flux in pots. The ECe values at the end of the experiment were high and, in most cases, higher than the critical values for flooded rice. The growth attributes of rice were negatively affected from ECi of 2.0 dS m-1 and ECe of 4.0 dS m-1.

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.

Persistence of a biocontrol Pseudomonas inoculant as high populations of culturable and non-culturable cells in 200-cm-deep soil profiles

Little is known about the ecology of soil inoculants used for pathogen biocontrol, biofertilization and bioremediation under field conditions. We investigated the persistence and the physiological states of soil-inoculated Pseudomonas protegens (previously Pseudomonas fluorescens) CHA0 (108 CFU g−1 surface soil) in different soil microbial habitats in a planted ley (Medicago sativa L.) and an uncovered field plot. At 72 days, colony counts of the inoculant were low in surface soil (uncovered plot) and earthworm guts (ley plot), whereas soil above the plow pan (uncovered plot), and the rhizosphere and worm burrows present until 1.2 m depth (ley plot) were survival hot spots (105-106 CFU g−1 soil). Interestingly, strain CHA0 was also detected in the subsoil of both plots, at 102-105 CFU g−1 soil between 1.8 and 2 m depth. However, non-cultured CHA0 cells were also evidenced based on immunofluorescence microscopy. Kogure's direct viable counts of nutrient-responsive cells showed that many more CHA0 cells were in a viable but non-culturable (VBNC) or a non-responsive (dormant) state than in a culturable state, and the proportion of cells in those non-cultured states depended on soil microbial habitat. At the most, cells in a VBNC state amounted to 34% (above the plow pan) and those in a dormant state to 89% (in bulk soil between 0.6 and 2 m) of all CHA0 cells. The results indicate that field-released Pseudomonas inoculants may persist at high cell numbers, even in deeper soil layers, and display a combination of different physiological states whose prevalence fluctuates according to soil microbial habitats.

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.

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.

Microbial biomass and soil fauna during the decomposition of cover crops in no-tillage system

The decomposition of plant residues is a biological process mediated by soil fauna, but few studies have been done evaluating its dynamics in time during the process of disappearance of straw. This study was carried out in Chapecó, in southern Brazil, with the objective of monitoring modifications in soil fauna populations and the C content in the soil microbial biomass (C SMB) during the decomposition of winter cover crop residues in a no-till system. The following treatments were tested: 1) Black oat straw (Avena strigosa Schreb.); 2) Rye straw (Secale cereale L.); 3) Common vetch straw (Vicia sativa L.). The cover crops were grown until full flowering and then cut mechanically with a rolling stalk chopper. The soil fauna and C content in soil microbial biomass (C SMB) were assessed during the period of straw decomposition, from October 2006 to February 2007. To evaluate C SMB by the irradiation-extraction method, soil samples from the 0-10 cm layer were used, collected on eight dates, from before until 100 days after residue chopping. The soil fauna was collected with pitfall traps on seven dates up to 85 days after residue chopping. The phytomass decomposition of common vetch was faster than of black oat and rye residues. The C SMB decreased during the process of straw decomposition, fastest in the treatment with common vetch. In the common vetch treatment, the diversity of the soil fauna was reduced at the end of the decomposition process.

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.

Fitomassa e decomposição de resíduos de plantas de cobertura puras e consorciadas

O cultivo de plantas de cobertura, no outono/inverno, na região do Planalto do Rio Grande Sul contribui para o sucesso do sistema plantio direto. No entanto, informações relativas à produção de fitomassa e decomposição de resíduos dessas espécies ainda são escassas para a região, sobretudo para espécies consorciadas. O experimento foi conduzido em Não-Me-Toque, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, avaliando-se nove tratamentos, sendo quatro constituídos por plantas de cobertura em culturas puras [centeio (Secale cereale L.), aveia-preta (Avena strigosa Schreb), ervilha forrageira (Pisum sativum subesp. arvense) e nabo forrageiro (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg)] e cinco por consórcios [(centeio + ervilha forrageira, centeio + nabo forrageiro, aveia + nabo forrageiro, centeio + ervilhaca (Vicia sativa L.) e aveia + ervilhaca)]. A dinâmica de decomposição dos resíduos culturais das plantas de cobertura foi avaliada em bolsas de decomposição, as quais foram distribuídas na superfície do solo e coletadas aos sete, 14, 21, 28, 57, 117 e 164 dias. O consórcio entre leguminosas e crucífera com gramíneas resultou em maior produção de fitomassa em relação ao cultivo destas em culturas puras. O nitrogênio (N) acumulado na parte aérea dos consórcios formados por ervilha forrageira e nabo com centeio e aveia foi semelhante ao da leguminosa e da crucífera em culturas puras e superou em 220,4 % os valores de N observados para as gramíneas em culturas puras. Por meio do consórcio entre as espécies de cobertura foi possível reduzir a taxa de decomposição dos resíduos culturais, em comparação com as culturas puras da leguminosa e da crucífera.