Cycling of nutrients and silicon in pigeonpea and pearl millet monoculture and intercropping

In a no-tillage system, cover crops must be used that combine shoot dry matter production and nutrient recycling. The aim of this study was to evaluate shoot dry matter production, decomposition rate and macronutrient and silicon release from pigeonpea and pearl millet in monoculture and intercropping systems. A randomized block design was used with a 3 x 6 factorial arrangement, with four replications. The first factor consisted of three cover crops (pigeonpea, pearl millet and intercropping of these cover crops) and the second consisted of six sampling times [0, 18, 32, 46, 74 and 91 days after desiccation (DAD)]. Pearl millet produced greater amounts of shoot dry matter and content of N, P, K, Ca, Mg, S, C and Si and had a higher decomposition rate and macronutrient and Si release than the other cover crops. The rates of decomposition and daily nutrient release from shoot dry matter were highest in the first period of evaluation (0-18 DAD). Over time, the C/N, C/P and C/S ratios increased, while C/Si and the decomposition rate decreased. Potassium was the nutrient most quickly released to the soil, especially from pearl millet residue. Silicon had the lowest release rate, with 62, 82 and 74 % of the total content in the shoot dry matter remaining in the last evaluation of pearl millet, pigeonpea and in the intercrop system, respectively. The shoot dry matter from the intercrop system had a different decomposition rate than that from the pearl millet monoculture and pigeonpea. Plants with greater shoot dry matter production and lower C/Si ratio are more effective in a no-tillage system for providing a more complete and persistent soil cover.

Forms of phosphorus in an oxisol under different soil tillage systems and cover plants in rotation with maize

Phosphorus fractions play a key role in sustaining the productivity of acid-savanna Oxisols and are influenced by tillage practices. The aim of this study was to quantify different P forms in an Oxisol (Latossolo Vermelho-Amarelo) from the central savanna region of Brazil under management systems with cover crops in maize rotation. Three cover crops (Canavalia brasiliensis, Cajanus cajan (L.), and Raphanus sativus L.) were investigated in maize rotation systems. These cover crops were compared to spontaneous vegetation. The inorganic forms NaHCO3-iP and NaOH-iP represented more than half of the total P in the samples collected at the depth of 5-10 cm during the rainy season when the maize was grown. The concentration of inorganic P of greater availability (NaHCO3-iP and NaOH-iP) was higher in the soil under no-tillage at the depth of 5-10 cm during the rainy season. Concentrations of organic P were higher during the dry season, when the cover crops were grown. At the dry season, organic P constituted 70 % of the labile P in the soil planted to C. cajan under no-tillage. The cover crops were able to maintain larger fractions of P available to the maize, resulting in reduced P losses to the unavailable pools, mainly in no-tillage systems.

Effect of cropping systems in no-till farming on the quality of a Brazilian Oxisol

The no-till system with complex cropping sequences may improve the structural quality and carbon (C) sequestration in soils of the tropics. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of cropping sequences after eight years under the no-till system on the physical properties and C sequestration in an Oxisol in the municipality of Jaboticabal, Sao Paulo, Brazil. A randomized split-block design with three replications was used. The treatments were combinations of three summer cropping sequences - corn/corn (Zea mays L.) (CC), soybean/soybean (Glycine max L. Merryll) (SS), and soybean-corn (SC); and seven winter crops - corn, sunflower (Helianthus annuus L.), oilseed radish (Raphanus sativus L.), pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), and sunn hemp (Crotalaria juncea L.). Soil samples were taken at the 0-10 cm depth after eight years of experimentation. Soil under SC and CC had higher mean weight diameter (3.63 and 3.55 mm, respectively) and geometric mean diameter (3.55 and 2.92 mm) of the aggregates compared to soil under SS (3.18 and 2.46 mm). The CC resulted in the highest soil organic C content (17.07 g kg-1), soil C stock (15.70 Mg ha-1), and rate of C sequestration (0.70 Mg ha-1 yr-1) among the summer crops. Among the winter crops, soil under pigeon pea had the highest total porosity (0.50 m³ m-3), and that under sunn hemp had the highest water stable aggregates (93.74 %). In addition, sunn hemp did not differ from grain sorghum and contained the highest soil organic C content (16.82 g kg-1) and also had the highest rate of C sequestration (0.67 Mg ha-1 yr-1). The soil resistance to penetration was the lower limit of the least limiting water range, while the upper limit was air-filled porosity for soil bulk densities higher than 1.39 kg dm-3 for all cropping sequences. Within the SC sequence, soil under corn and pigeon pea increased least limiting water range by formation of biopores because soil resistance to penetration decreased with the increase in soil bulk density.

Cover plants and mineral nitrogen: effects on organic matter fractions in an oxisol under no-tillage in the cerrado

Cover plants are essential for the sustainability of no-tillage systems in tropical regions. However, information on the effects of these plants and N fertilization on soil organic matter fractions is still scarce. This study evaluated the effect of cover crops with different chemical composition and of N topdressing on the labile and humified organic matter fractions of an Oxisol of the Cerrado (savanna-like vegetation). The study in a randomized complete block design was arranged in split-plots with three replications. Four cover species were tested in the plots and the presence or absence of N topdressing in the subplot. The following cover species were planted in succession to corn for eight years: Urochloa ruziziensis; Canavalia brasiliensis M. ex Benth; Cajanus cajan (L.) Millsp; and Sorghum bicolor (L.) Moench. In general, the cultivation of U. ruziziensis increased soil C levels, particularly of C in the humic acid and particulate organic C fractions, which are quality indicators of soil organic matter. The C in humic substances and mineral organic C accounted for the highest proportions of total organic C, demonstrating the strong interaction between organic matter, Fe and Al oxides and kaolinite, which are predominant in these weathered soils of the Cerrado.

Tempo de Captura de Organismos da Mesofauna do Solo e seus Reflexos na Interpretação de Índices da Comunidade Edáfica

RESUMO A mesofauna edáfica compreende organismos de dimensões entre 100 μm e 2 mm, sendo importante avaliar os métodos utilizados para sua caracterização. Os objetivos deste trabalho foram definir o período de tempo de permanência do material de solo no extrator Berlese-Tüllgren para a captura dos organismos da mesofauna e determinar o tempo mínimo de extração para a correta utilização dos índices de Shannon, Simpson, Pielou e Margalef, empregados na avaliação da diversidade, dominância e equabilidade das comunidades da mesofauna. O estudo foi conduzido no Departamento de Solos do Instituto de Agronomia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, em terreno altamente antropizado. Foram instaladas parcelas experimentais com os seguintes tratamentos: feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), mucuna-preta (Mucuna aterrima), feijão-bravo-do-Ceará (Canavalia brasiliensis), guandu (Cajanus cajan) e vegetação espontânea, em delineamento de quadrado latino. Em cada uma das unidades experimentais, foram coletadas amostras formadas por serapilheira e material de solo, nos primeiros 5 cm da camada superficial do solo realizada um dia antes do plantio das leguminosas (outubro) e, posteriormente, por ocasião do corte da parte aérea das plantas (março). As amostras foram submetidas a uma bateria de extratores do tipo Berlese-Tüllgren, por um período de 15 dias, realizando-se a contagem diária dos organismos. A partir da contagem e identificação em nível de grupo (Ordem/Família) dos organismos capturados, foram determinados os índices de Margalef, Simpson, Shannon e Pielou, bem como verificou-se a correlação por ordem de Kendall entre os valores obtidos dia a dia até o 8º dia de extração, usando-se o índice de Shannon como referência. Concluiu-se que é possível a redução do tempo de permanência das amostras de material de solo nos funis Berlese-Tüllgren, não sendo recomendável a adoção de período de tempo inferior a seis dias para se determinar a composição da mesofauna edáfica ou para se obterem dados mais consistentes e confiáveis para se avaliarem os índices de diversidade, quando se utiliza esse procedimento.

Cover Crops and Nitrogen Fertilization Effects on Nitrogen Soil Fractions under Corn Cultivation in a No-Tillage System

ABSTRACT The use of cover crops has recently increased and represents an essential practice for the sustainability of no-tillage systems in the Cerrado region. However, there is little information on the effects of nitrogen fertilization and cover crop use on nitrogen soil fractions. This study assessed changes in the N forms in soil cropped to cover crops prior to corn growing. The experiment consisted of a randomized complete block design arranged in split-plots with three replications. Cover crops were tested in the plots, and the N topdressing fertilization was assessed in the subplots. The following cover species were planted in succession to corn for eight years: Urochloa ruziziensis, Canavalia brasiliensis M. ex Benth, Cajanus cajan (L.) Millsp, and Sorghum bicolor (L.) Moench. After corn harvesting, the soil was sampled at depths of 0.00-0.10 and 0.10-0.20 m. The cover crops showed different effects at different soil depths. The soil cultivated with U. ruziziensis showed higher contents of total-N and particulate-N than the soil cultivated with C. cajan. Particulate-N was the most sensitive to changes in the soil management among the fractions of N assessed. The soil under N topdressing showed a lower content of available-N in the 0.10-0.20 m layer, which may be caused by the season in which the sampling was conducted or the greater uptake of the available-N by corn.

Efeito de pré-cultivos sobre o potencial de inóculo de fungos micorrízicos arbusculares e produção da mandioca

Avaliou-se o efeito de pré-cultivos com adubos verdes sobre o potencial de inóculo de fungos micorrízicos arbusculares e produção de mandioca (Manihot esculenta, Crantz). O experimento foi conduzido no campo experimental da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia (CNPAB), em solo Podzólico Vermelho-Amarelo, localizado no Município de Seropédica, RJ, em parcelas experimentais de 30 m², dispostas em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições. Os pré-cultivos constaram de Canavalia ensiformis, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Cajanus cajan e Sorghum bicolor (BR 005) e o tratamento-controle (solo mantido sem plantas). Após um período de 82 dias de crescimento, sobre as mesmas parcelas cultivou-se mandioca, por oito meses. A produtividade de raízes de mandioca variou de 12,76 a 17,20 t ha-1, porém não foi detectada diferença estatística entre os tratamentos. Foram identificadas 16 espécies de fungos micorrízicos arbusculares e foi constatado que o número de esporos de algumas espécies sofreu alteração da sua freqüência de ocorrência com os cultivos. O pré-cultivo com sorgo aumentou o número de propágulos infectivos em relação ao controle, demonstrando que o uso de espécies de plantas com capacidade para elevar o potencial de inóculo pode ser um bom caminho alternativo para resolver o problema de produção de inóculo para culturas micotróficas em campo.

Comportamento de espécies de adubos verdes em diferentes épocas de semeadura e espaçamentos na região dos Cerrados

Com o objetivo de avaliar o crescimento e desenvolvimento de leguminosas utilizadas como adubos verdes, instalaram-se três ensaios, em três épocas de semeadura e dois espaçamentos na região dos Cerrados, durante o ano agrícola de 1991/1992, na área experimental da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa do Solo (CNPS), em Senador Canedo, GO. As espécies avaliadas foram Crotalaria juncea L., mucuna-preta (Mucuna aterrima (Piper & Tracy) Merr.), guandu cv. Kaki (Cajanus cajan (L.) Millsp.) e Crotalaria ochroleuca G. Don. O delineamento experimental utilizado, dentro de cada época, foi o de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com três repetições. Os resultados indicaram que C. juncea e C. cajan apresentaram as maiores produções de fitomassa seca. O atraso da semeadura, em relação ao início da estação chuvosa, reduziu os rendimentos de fitomassas verde e seca produzidos pelas leguminosas, exceto pela mucuna-preta. Os espaçamentos de 0,5 m e 0,4 m não influenciaram o período para o florescimento e as produções de fitomassas verde e seca.

Adubação verde na recuperação da fertilidade de um Latossolo Vermelho-Escuro degradado

O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Nova Baden, da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), em Lambari, MG, objetivando avaliar o desempenho dos adubos verdes guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) e crotalária-júncea (Crotalaria juncea L.), com e sem incorporação da biomassa, na recuperação da fertilidade de um solo (Latossolo Vermelho-Escuro distrófico) degradado, cultivado com braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.). Empregou-se o delineamento experimental de blocos casualizados em esquema fatorial de parcelas subdivididas, com três repetições, colocando-se nas parcelas o manejo da biomassa, e nas subparcelas, as leguminosas e a braquiária. As três culturas foram manejadas na fase final de florescimento das leguminosas, quando se fizeram amostragens de biomassa para determinação de produção de matéria seca, concentração e conteúdo de nutrientes. Realizaram-se avaliações de amostras de solo em três épocas (90, 120 e 150 dias após o manejo) e seis profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-80 cm). O guandu se destacou na primeira avaliação quanto às melhorias na fertilidade do solo, e a crotalária-júncea, de mineralização mais lenta, na segunda. Na terceira avaliação, não foram encontrados benefícios dos adubos verdes nas propriedades químicas do solo.

Nutrientes minerais na biomassa da parte aérea em culturas de cobertura de solo

O objetivo deste trabalho foi estimar as quantidades de nutrientes reciclados por cinco espécies vegetais utilizadas como culturas de cobertura do solo e que podem retornar ao solo pela mineralização da biomassa. Foram coletadas de vários experimentos amostras da matéria verde de aveia-preta (Avena strigosa Schreb), mucu-napreta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), tremoço (Lupinus albus L. e L. angustifolius L.) e ervilhaca (Vicia sativa L.). Foi estimado o rendimento de matéria seca e determinados os teores de N, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, e, a partir dessas concentrações, foram calculadas a média observada, a média estimada e o intervalo de confiança a 95% para cada nutriente dentro de cada classe de rendimento de matéria seca, em cada espécie vegetal. Os dados foram tabulados dentro de intervalos de classe de rendimento de matéria seca e apresentadas as quantidades estimadas de nutrientes minerais. Foram ajustadas equações para estimar as quantidades desses nutrientes. A aveia-preta e a ervilhaca reciclam grande quantidade de K, e a ervilhaca, a mucu-napreta, o tremoço e o guandu reciclam grande quantidade de N. Todas as espécies reciclam quantidades apreciáveis de Ca, Mg e micronutrientes, porém baixas quantidades de P. A rotação de culturas é um meio de implementar com sucesso o aumento das áreas de lavoura em semeadura direta.

Seleção de rizóbios nativos para guandu, caupi e feijão-de-porco nos tabuleiros costeiros de Sergipe

A inoculação de estirpes de rizóbios em sementes de feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan), recomendadas para outras regiões do País, não tem resultado em incrementos nas taxas de fixação biológica de N2 nem no crescimento dessas leguminosas em solos dos tabuleiros costeiros de Sergipe. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a eficiência simbiótica de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros associados a essas leguminosas e a tolerância deles a estresses. Das 17 estirpes de rizóbios isoladas e analisadas em casa de vegetação, quatro foram selecionadas para o guandu, sete para o caupi e três para o feijão-de-porco. O número e a massa de nódulos secos por planta correlacionaram-se com a massa da parte aérea seca, a área foliar e o N total acumulado nas folhas das três leguminosas. Os mesmos rizóbios foram eficientes para o caupi e para o guandu. Três estirpes do guandu (R35, R43 e R45) e duas do caupi (R10 e R17) foram caracterizadas in vitro e todas apresentaram tolerância às concentrações elevadas de ácido nalidíxico, cloranfenicol e tetraciclina, porém, foram sensíveis à estreptomicina e à kanamicina. Todas as estirpes cresceram a 35ºC e, exceto a R17, toleraram o alumínio (10 mg L-1).

Caracterização genética de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros eficientes em culturas do guandu e caupi

O objetivo deste trabalho foi caracterizar geneticamente sete estirpes de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros de Sergipe com alta eficiência de fixação biológica do N2 em associação com guandu (Cajanus cajan) e caupi (Vigna unguiculata). A amplificação do DNA pela técnica de PCR (polymerase chain reaction) com o oligonucleotídeo específico BOX indicou um grau elevado de diversidade genética, uma vez que todas as estirpes apresentaram perfis únicos de DNA. A análise por BOX-PCR revelou, ainda, que essa metodologia é eficiente para diferenciar estirpes, mas não para a diferenciação de espécies de rizóbio. Pela técnica do RFLP (restriction fragment length polymorphism) da região do DNA que codifica o gene 16S rRNA e da região intergênica entre os genes 16S e 23S rRNA, com cinco enzimas de restrição, bem como pelo seqüenciamento parcial da região do 16S rRNA, foi possível classificar as estirpes nos gêneros Bradyrhizobium e Rhizobium. Houve coerência entre as análises envolvendo a região do 16S rRNA, mas o agrupamento com uma das estirpes diferiu pela análise do espaço intergênico. Os resultados obtidos com a estirpe R11 indicam variabilidade genética elevada em relação às espécies de rizóbios descritas, inclusive diferindo em diversas bases da região do 16S rRNA, e podem indicar uma nova espécie.

Características fisiológicas e de crescimento de cafeeiro sombreado com guandu e cultivado a pleno sol

O conhecimento dos efeitos do sombreamento sobre a fisiologia de cafeeiros é importante para se determinar níveis ótimos de radiação e temperatura, bem como para subsidiar estudos sobre o crescimento de plantas sombreadas, a fim de determinar a arquitetura ideal do cafeeiro que maximize a captura da radiação solar disponível em ambientes sombreados. O objetivo deste trabalho foi avaliar características fisiológicas e de crescimento de cafeeiros (Coffea arabica L.) cultivados sob sombreamento denso com guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) e a pleno sol. O baixo nível de radiação incidente sobre os cafeeiros sombreados com guandu resultou em decréscimos na taxa fotossintética e na transpiração, maior altura de planta, folhas maiores e com menor quantidade de matéria seca. Esses resultados indicam que o excesso de sombra afeta drasticamente a fisiologia e morfologia de C. arabica.

Indicadores biológicos associados ao ciclo do fósforo em solos de Cerrado sob plantio direto e plantio convencional

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do plantio direto, do preparo convencional do solo e de plantas de cobertura sobre indicadores biológicos associados ao ciclo do fósforo (P). O trabalho foi realizado em três áreas adjacentes, num Latossolo Vermelho-Amarelo, distribuídas da seguinte maneira: área I, dois anos de experimentação, comparando esses sistemas de plantio; área II, seis anos de experimentação e área III, Cerrado nativo. Em julho/1998 e janeiro/1999, avaliaram-se: o P da biomassa, populações de fungos e bactérias totais e solubilizadores de fosfato e a atividade da fosfatase ácida, nas profundidades de 0-5 e de 5-20 cm. A atividade da fosfatase e a ocorrência de fungos e bactérias solubilizadoras nas áreas com plantio direto foram significativamente superiores às das áreas com plantio convencional, na profundidade de 0-5 cm. O tempo de implantação acentuou as diferenças entre plantio direto e convencional quanto aos indicadores avaliados. O P da biomassa diminuiu no tratamento plantio direto com nabo forrageiro (Raphanus sativus) da área II. Os fungos solubilizadores aumentaram na presença de guandu (Cajanus cajan) e nabo forrageiro, e as bactérias solubilizadoras aumentaram na presença de guandu. O solo sob vegetação nativa apresentou maior atividade da fosfatase em relação ao das áreas cultivadas, evidenciando a importância da mineralização do P orgânico nesse ecossistema.

Balanço do nitrogênio e fósforo em solo com cultivo orgânico de hortaliças após a incorporação de biomassa de guandu

Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos de faixas de guandu (Cajanus cajan) e da incorporação da biomassa proveniente de sua poda na fertilidade do solo e na produtividade de três hortaliças sob cultivo orgânico. O delineamento usado foi de blocos casualizados completos em esquema de parcelas subsubdivididas com três repetições. As produtividades de beterraba, cenoura e feijão-de-vagem não foram afetadas pelos tratamentos. Nas parcelas onde não houve incorporação da biomassa de guandu, o balanço de nitrogênio no sistema foi negativo, ao passo que com a incorporação, esse balanço foi positivo. Embora tenha ocorrido balanço positivo para o fósforo nas parcelas sem a incorporação de biomassa de guandu, houve um aumento significativo na absorção desse elemento pelas hortaliças quando o material foi incorporado. O sistema de cultivo em aléias de guandu pode representar uma prática vantajosa para os produtores orgânicos, por contribuir na manutenção da fertilidade do solo.