Incubation methods for assessing mineralizable nitrogen in soils under sugarcane

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

Crescimento e absorção de nutrientes pelo feijoeiro adubado com cama de aves e fertilizantes minerais

O feijoeiro é tradicionalmente cultivado em pequenas propriedades, onde é comum o uso de dejetos animais para adubação das culturas. Como é uma cultura de ciclo curto, os nutrientes precisam estar disponíveis logo após a germinação, o que nem sempre acontece quando a fertilização ocorre a partir de fertilizantes orgânicos. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a eficiência de diferentes camas de aves em relação aos fertilizantes minerais na produção de matéria seca e na liberação de nutrientes para o feijoeiro, em casa de vegetação. O experimento foi conduzido em 2010, com amostras de um Latossolo Vermelho distroférrico com 16 g kg-1 de matéria orgânica, 1,9 e 84 mg dm-3 de P e K, respectivamente, e pH 6,0. Adotou-se delineamento experimental de blocos casualizados com 10 tratamentos e cinco repetições. As unidades experimentais foram constituídas por vasos com 14 dm³ de solo e cinco plantas de feijão, do cultivar BRS Requinte, durante 60 dias. Os tratamentos consistiram de cinco camas de aves compostas pelos seguintes materiais: palha de milho, bagaço de cana-de-açúcar, palha de pastagem natural, areia ou acícula de Pinus, formulações de nutrientes (NPK, NP, PK e NK) e um testemunha, sem nenhum fertilizante. Os fertilizantes minerais com P proporcionaram maior produção de matéria seca da parte aérea (MSPA) e de raízes (MSRA) do feijoeiro do que as camas de aves, por causa da maior liberação para o solo de N e P disponíveis. Dentre as camas estudadas, aquela constituída por areia foi a que proporcionou os maiores valores de MSPA e de MSRA. As plantas fertilizadas com as camas de aves acumularam, em média, 58,6 % do N e 59,0 % do P, em relação às fertilizadas com os tratamentos que continham N e P minerais. A taxa de recuperação pelas plantas de N e K foi maior para os nutrientes aplicados na forma mineral do que na orgânica. As camas de aves podem ser utilizadas como fertilizantes para a cultura do feijoeiro desde que sejam suplementadas com N e P minerais.

Interação fosfito e fosfato no crescimento e na nutrição fosfatada do feijoeiro em solução nutritiva

O uso de fosfito como fungicida ou como fonte suplementar de fósforo (P) tem se intensificado nos últimos anos; entretanto, pouco se sabe sobre seus efeitos em culturas importantes como o feijoeiro. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da interação entre fosfito e fosfato sobre o crescimento e a nutrição fosfatada do feijoeiro. Dois experimentos foram realizados, em delineamento inteiramente casualizado em solução nutritiva, em casa de vegetação, no período de janeiro a março de 2008. No primeiro, os tratamentos foram constituídos por um esquema fatorial 5 x 2, sendo cinco concentrações de P na solução nutritiva: 0,5; 10; 20; 30; e 60 mg L-1 e duas formas de P: fosfito (Phi) e fosfato (Pi), com quatro repetições. No segundo experimento, os tratamentos foram constituídos por cinco proporções de Pi:Phi em solução nutritiva: 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100, com cinco repetições. Os resultados evidenciaram que as plantas cultivadas com fosfito como única forma de P, ou em elevadas proporções de Phi, apresentaram redução acentuada na matéria seca da parte aérea e de raízes, refletindo em valores desprezíveis para o acúmulo de P nesses tecidos. Da mesma forma, a atividade da enzima fosfatase ácida apresentou decréscimo com o aumento das proporções de Phi, enquanto os teores de Pi solúveis diminuíram. Concluiu-se que o fosfito não é capaz de substituir o fosfato na nutrição fosfatada do feijoeiro, tendo efeito nulo sobre o feijoeiro sob adequada disponibilidade de fosfato. Na ausência ou baixa disponibilidade de fosfato, ocorre toxicidade acentuada de fosfito no feijoeiro que se apresentou muito sensível a esse ânion.

Spectroscopic quantification of soil phosphorus forms by 31p-nmr after nine years of organic or mineral fertilization

Long-standing applications of mineral fertilizers or types of organic wastes such as manure can cause phosphorus (P) accumulation and changes in the accumulated P forms in the soil. The objective of this research was to evaluate the forms of P accumulated in soils treated with mineral fertilizer or different types of manure in a long-term experiment. Soil was sampled from the 0-5 cm layer of plots fertilized with five different nutrient sources for nine years: 1) control without fertilizer; 2) mineral fertilizer at recommended rates for local conditions; 3) 5 t ha-1 year-1 of moist poultry litter; 4) 60 m³ ha-1 year-1 of liquid cattle manure and 5) 40 m³ ha-1 year-1 of liquid swine manure. The 31P-NMR spectra of soil extracts detected the following P compounds: orthophosphate, pyrophosphate, inositol phosphate, glycerophosphate, and DNA. The use of organic or mineral fertilizer over nine years did not change the soil P forms but influenced their concentration. Fertilization with mineral or organic fertilizers stimulated P accumulation in inorganic forms. Highest inositol phosphate levels were observed after fertilization with any kind of manure and highest organic P concentration in glycerophosphate form in after mineral or no fertilization.

Effect of fertilization at sowing on nutrition and yield of crambe in second season

The interest in crambe (Crambe abyssinica ) cultivation in Brazil is on the rise, whereas information on the nutrient requirements for this crop is scarce. The objective of this work was to evaluate the effect of nitrogen-phosphorus-potassium (N-P2O5-K2O formula 8:28:16) fertilization (0, 150, and 300 kg ha-1) on crambe shoot biomass production, grain and oil yields, and nutrient extraction and exportation in the second growing season after soybean. The experiment with a Haplorthox (Dystroferric Red Latosol) was carried out for two years in Botucatu, São Paulo State, Brazil. A randomized complete block design with eight replications was used. Fertilization with NPK at sowing increased the shoot biomass production, grain yield, grain oil content, as well as nutrient extraction and exportation at harvest. In the fertilized treatments, the average amounts of nutrients extracted per hectare were 91 kg K, 71 kg N, 52 kg Ca, 9.4 kg P, 9.4 kg Mg, 7.9 kg S, 2,348 g Fe, 289 g Zn, 135 g Mn, and 18.2 g Cu; while the average values of nutrient exportation per hectare were 54 kg N, 20 kg K, 12.3 kg Ca, 10 kg P, 6.6 kg S, 3.2 kg Mg, 365 g Zn, 60 g Fe, 50 g Mn, and 7.3 g Cu, with NPK fertilizer application.

Phosphorus extracted by ion exchange resins and mehlich-1 from oxisols (latosols) treated with different phosphorus rates and sources for varied soil-source contact periods

Despite the large number of studies addressing the quantification of phosphorus (P) availability by different extraction methods, many questions remain unanswered. The aim of this paper was to compare the effectiveness of the extractors Mehlich-1, Anionic Resin (AR) and Mixed Resin (MR), to determine the availability of P under different experimental conditions. The laboratory study was arranged in randomized blocks in a [(3 x 3 x 2) + 3] x 4 factorial design, with four replications, testing the response of three soils with different texture: a very clayey Red Latosol (LV), a sandy clay loam Red Yellow Latosol (LVA), and a sandy loam Yellow Latosol (LA), to three sources (triple superphosphate, reactive phosphate rock from Gafsa-Tunisia; and natural phosphate from Araxá-Minas Gerais) at two P rates (75 and 150 mg dm-3), plus three control treatments (each soil without P application) after four contact periods (15, 30, 60, and 120 days) of the P sources with soil. The soil acidity of LV and LVA was adjusted by raising base saturation to 60 % with the application of CaCO3 and MgCO3 at a 4:1 molar ratio (LA required no correction). These samples were maintained at field moisture capacity for 30 days. After the contact periods, the samples were collected to quantify the available P concentrations by the three extractants. In general, all three indicated that the available P-content in soils was reduced after longer contact periods with the P sources. Of the three sources, this reduction was most pronounced for triple superphosphate, intermediate for reactive phosphate, while Araxá phosphate was least sensitive to the effect of time. It was observed that AR extracted lower P levels from all three soils when the sources were phosphate rocks, while MR extracted values close to Mehlich-1 in LV (clay) and LVA (medium texture) for reactive phosphate. For Araxá phosphate, much higher P values were determined by Mehlich-1 than by the resins, because of the acidity of the extractor. For triple superphosphate, both resins extracted higher P levels than Mehlich-1, due to the consumption of this extractor, particularly when used for LV and LVA.

Doses de enxofre e tempo de incubação na dinâmica de formas de enxofre no solo

A disponibilidade de enxofre (S) depende da dinâmica de suas formas no solo. Visando estudar o equilíbrio entre as reservas de S lábil e S não lábil, amostras de 10 solos foram incubadas com cinco doses de sulfato de cálcio (0, 20, 50, 80 e 120 mg dm-3 de S), durante 1, 8, 15, 30, 60 e 90 d. Para a determinação do S lábil, utilizou-se membrana de resina de troca aniônica em forma de lâmina. O S extraído com 48 h de agitação foi denominado de enxofre rapidamente lábil (SRL). O teor obtido com tempo de agitação superior a 48 h foi denominado de enxofre lentamente lábil e o não lábil (SLL+SNL), pela diferença entre o S do solo (extraído após calcinação) e SRL. A resistência que o solo oferece à passagem do S da reserva do SRL para a do SLL+SNL foi denominada de capacidade-tampão do S lábil (CTSL), sendo obtida pelo inverso do coeficiente angular das equações lineares do teor de SRL em função do teor de SLL+SNL. Constatou-se que tempo de incubação (reatividade) e as doses de S, na forma de sulfato de cálcio, influenciam a dinâmica do S entre as reservas de SRL e SLL+SNL. A CTSL é sensível às mudanças no equilíbrio entre as reservas de S no solo. O aumento da CTSL dos solos relacionou-se, principalmente, com a capacidade máxima de adsorção de sulfato, teor de carbono orgânico, goethita e gibbsita da fração argila dos solos estudados.

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.

Soil carbon and nitrogen stocks in traditional agricultural and agroforestry systems in the semiarid region of Brazil

In the semiarid region of Brazil, inadequate management of cropping systems and low plant biomass production can contribute to reduce soil carbon (C) and nitrogen (N) stocks; therefore, management systems that preserve C and N must be adopted. This study aimed to evaluate the changes in soil C and N stocks that were promoted by agroforestry (agrosilvopastoral and silvopastoral) and traditional agricultural systems (slash-and-burn clearing and cultivation for two and three years) and to compare these systems with the natural Caatinga vegetation after 13 years of cultivation. The experiment was carried out on a typical Ortic Chromic Luvisol in the municipality of Sobral, Ceará, Brazil. Soil samples were collected (layers 0-6, 6-12, 12-20, 20-40 and 40-60 cm) with four replications. The plain, convex and concave landforms in each study situation were analyzed, and the total organic C, total N and densities of the soil samples were assessed. The silvopastoral system promoted the greatest long-term reductions in C and N stocks, while the agrosilvopastoral system promoted the smallest losses and therefore represents a sustainable alternative for soil C and N sequestration in these semiarid conditions. The traditional agricultural system produced reductions of 58.87 and 9.57 Mg ha-1 in the organic C and total N stocks, respectively, which suggests that this system is inadequate for these semiarid conditions. The organic C stocks were largest in the concave landform in the agrosilvopastoral system and in the plain landform in the silvopastoral system, while the total N values were highest in the concave landform in the native, agrosilvopastoral and silvopastoral systems.

Water percolation estimated with time domain reflectometry (TDR) in drainage lysimeters

Due to the difficulty of estimating water percolation in unsaturated soils, the purpose of this study was to estimate water percolation based on time-domain reflectometry (TDR). In two drainage lysimeters with different soil textures TDR probes were installed, forming a water monitoring system consisting of different numbers of probes. The soils were saturated and covered with plastic to prevent evaporation. Tests of internal drainage were carried out using a TDR 100 unit with constant dielectric readings (every 15 min). To test the consistency of TDR-estimated percolation levels in comparison with the observed leachate levels in the drainage lysimeters, the combined null hypothesis was tested at 5 % probability. A higher number of probes in the water monitoring system resulted in an approximation of the percolation levels estimated from TDR - based moisture data to the levels measured by lysimeters. The definition of the number of probes required for water monitoring to estimate water percolation by TDR depends on the soil physical properties. For sandy clay soils, three batteries with four probes installed at depths of 0.20, 0.40, 0.60, and 0.80 m, at a distance of 0.20, 0.40 and 0.6 m from the center of lysimeters were sufficient to estimate percolation levels equivalent to the observed. In the sandy loam soils, the observed and predicted percolation levels were not equivalent even when using four batteries with four probes each, at depths of 0.20, 0.40, 0.60, and 0.80 m.

Extractants to assess zinc phytoavailability in mineral fertilizer and industrial by-products

Efficient analytical methods for the quantification of plant-available Zn contained in mineral fertilizers and industrial by-products are fundamental for the control and marketing of these inputs. In this sense, there are some doubts on the part of the scientific community as well as of the fertilizer production sector, whether the extractor requested by the government (Normative Instruction No. 28, called 2nd extractor), which is citric acid 2 % (2 % CA) (Brasil, 2007b), is effective in predicting the plant availability of Zn via mineral fertilizers and about the agronomic significance of the required minimal solubility of 60 % compared to the total content (HCl) (Brasil, 2007a). The purpose of this study was to evaluate the alternative extractors DTPA, EDTA, neutral ammonium citrate (NAC), buffer solution pH 6.0, 10 % HCl, 10 % sulfuric acid, 1 % acetic acid, water, and hot water to quantify the contents of Zn available for maize and compare them with indices of agronomic efficiency of fertilizers and industrial by-products when applied to dystrophic Clayey Red Latosol and Dystrophic Alic Red Yellow Latosol with medium texture. The rate of Zn applied to the soil was 5 mg kg-1, using the sources zinc sulfate, commercial granular zinc, ash and galvanic sludge, ash and two brass slags. Most Zn was extracted from the sources by DTPA, 10 % HCl, NAC, 1% acetic acid, and 10 % sulfuric acid. Recovery by the extractors 2 % CA, EDTA, water, and hot water was low. The agronomic efficiency index was found to be high when using galvanic sludge (238 %) and commercial granular zinc (142 %) and lower with brass slag I and II (67 and 27 %, respectively). The sources galvanizing ash and brass ash showed solubility lower than 60 % in 2 % CA, despite agronomic efficiency indices of 78 and 125 %, respectively. The low agronomic efficiency index of industrial by-products such as brass slag I and galvanizing ash can be compensated by higher doses, provided there is no restriction, as well as for all other sources, in terms of contaminant levels of arsenic, cadmium, chromium, lead, and mercury as required by law (Normative Instruction No 27/2006). The implementation of 2nd extractor 2 % CA and the requirement of minimum solubility for industrial by-products could restrict the use of alternative sources as potential Zn sources for plants.

Doses de gesso em cafeeiro: influência nos teores de cálcio, magnésio, potássio e ph na solução de um latossolo vermelho distrófico

O desbalanço entre Ca2+, Mg2+ e K+ no solo como consequência das aplicações elevadas de gesso deve-se às relações de tamanho (raio iônico) e densidades de cargas (relação carga/raio) de cada espécie iônica. Quanto maior a densidade de carga, mais intensa será a ligação iônica do cátion com íons de cargas opostas como OH- e SO4-2. Dessa maneira, o uso excessivo de gesso agrícola, sem considerar o balanço de cargas das partículas do solo; o equilíbrio iônico; e a CTC podem resultar em expressiva lixiviação ao longo do perfil do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de elevadas doses de gesso (0, 7 e 56 t ha-1) nos teores de Ca2+, Mg2+, K+ e pH na solução de um Latossolo Vermelho distrófico cultivado com cafeeiro, obtida pelo método adaptado do extrato aquoso. O solo foi amostrado nas profundidades de 0,15-0,25; 0,35-0,45; 0,75-0,85; 1,15-1,25 e 2,35-2,45 m na linha de plantio, em quatro tratamentos: G-0 - gesso no preparo (aplicação ocorreu em setembro de 2008, distribuído a lanço, na quantidade de 2 t ha-1) e sem gesso na linha de plantio; G-7 - gesso adicionado durante a preparação do solo (2 t ha-1), na mesma condição do G-0 e 7,0 t ha-1 de gesso na linha de plantio; G-56 - gesso adicionado durante a preparação do solo (2 t ha-1), na mesma condição do G-0 e 56 t ha-1 de gesso na linha de plantio (nessas parcelas experimentais as entrelinhas de plantio foram cobertas com braquiária); e CV-7: ausência de braquiária na entrelinha, com gesso no preparo e 7 t ha-1 de gesso na linha, com três repetições distribuídas em blocos ao acaso, totalizando 60 amostras. Após 16 meses da adição de gesso, observou-se redução do pH na solução do solo nas profundidades de 0,15-0,25; 0,35-0,45 e 0,75-0,85 m. A aplicação de gesso agrícola foi eficiente na melhoria do ambiente radicular no subsolo, aumentou a concentração de Mg2+ e Ca2+ na solução do solo, mas reduziu o K+ em profundidade, a partir de 0,85 m. Os teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis na solução do solo estiveram acima do nível crítico; entretanto, os teores de K+ trocável se mantiveram na faixa do valor crítico, indicado para o desenvolvimento da cultura.

Extração e exportação de nutrientes pelo feijoeiro adubado com nitrogênio, em diferentes tempos de implantação do sistema plantio direto

O cultivo do feijoeiro em sistema plantio direto (SPD) tem aumentado de forma marcante no país. Neste contexto, para adubações mais racionais, é fundamental conhecer as exigências nutricionais da cultura quando cultivada em SPD recém-implantado ou consolidado, já que o tempo de implantação do sistema pode alterar a disponibilidade de nutrientes e a resposta das culturas à adubação nitrogenada. Objetivou-se avaliar a extração e exportação de nutrientes pelo feijoeiro em razão da adubação nitrogenada, em solo sob SPD recém-implantado ou consolidado. O experimento foi conduzido por dois anos agrícolas, em um Nitossolo Vermelho distrófico, no município de Botucatu, SP. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram formadas por áreas sob SPD com diferentes tempos de adoção, e as subparcelas constituídas por quatro formas de aplicação do nitrogênio (N) na cultura do feijão (T0: controle, sem aplicação de N; T1: 60 kg ha-1 na pré-semeadura; T2: 60 kg ha-1 aplicado em cobertura no estádio V4; e T3: 60 kg ha-1 na pré-semeadura + 60 kg ha-1 em cobertura). Foram avaliados: matéria seca da parte aérea, concentração e acúmulo de nutrientes na parte aérea, produtividade de grãos e concentrações e exportação de nutrientes nos grãos. O tempo que a área permaneceu sob SPD não influenciou a produtividade, a nutrição e nem mesmo a resposta da cultura do feijão à adubação nitrogenada. A aplicação de N, especialmente em pré-semeadura, proporcionou maiores acúmulos de matéria seca e nutrientes pela cultura do feijão. As concentrações de nutrientes nos grãos foram pouco influenciadas pela adubação nitrogenada. As maiores produtividades de grãos e exportações de nutrientes foram proporcionadas pela aplicação de N em duas épocas (pré-semeadura e em cobertura) ou apenas em cobertura.

Endocavitary contact radiation therapy for ultrasonographically staged T1 N0 and T2 N0 rectal cancer.

BACKGROUND: The purpose of this study was to determine the long-term outcomes of patients undergoing endocavitary contact radiation therapy (ECR) for stage I rectal cancer. METHODS: A database of patients treated with ECR for biopsy-proven rectal adenocarcinoma from July 1986 to June 2006 was reviewed retrospectively. Only patients with primary, non-metastatic, ultrasonographically staged T1 N0 and T2 N0 cancer who had no adjuvant treatment were included. Patients received a median of 90 (range 60-190) Gy contact radiation, delivered transanally by a 50-kV X-ray tube in two to five fractions. RESULTS: Of 149 patients, 77 (40 T1, 37 T2) met the inclusion criteria. Median age was 74 (range 38-104) years, and median follow-up 69 (range 10-219) months. ECR failed in 21 patients (27 per cent) (persistent disease, four; recurrence, 17), of whom ten remained disease free after salvage therapy. The estimated 5-year disease-free survival rate was 74 (95 per cent confidence interval 63 to 83) per cent after ECR alone, and 87 (76 to 93) per cent when survival after salvage therapy for recurrence was included. CONCLUSION: ECR is a minimally invasive treatment option for early-stage rectal cancer. However, similar to other local therapies, ECR has a worse oncological outcome than radical surgery.