Estirpe do Bradyrhizobium e quantificação da fixação biológica de nitrogênio em soja utilizando a técnica da abundância natural de 15N

In commercial plantations of soybean in both the Southern and the Cerrado regions, contributions from biological nitrogen fixation (BNF) are generally proportionately high. When using the 15N natural abundance technique to quantify BNF inputs, it is essential to determine, with accuracy, the 15N abundance of the N derived from BNF (the 'B' value). This study aimed to determine the effect of four recommended strains of Bradyrhizobium spp. (two B. japonicum and two B. elkanii) on the 'B' value of soybean grown in pots in an open field using an equation based on the determination of δ15N natural abundance in a non-labelled soil, and estimate of the contribution of BNF derived from the use of 15N-isotope dilution in soils enriched with 15N. To evaluate N2 fixation by soybean, three non-N2-fixing reference crops were grown under the same conditions. Regardless of Bradyrhizobium strain, no differences were observed in dry matter, nodule weight and total N between labelled and non-labelled soil. The N2 fixation of the soybeans grown in the two soil conditions were similar. The mean 'B' values of the soybeans inoculated with the B. japonicum strains were -1.84 and -0.50 , while those inoculated with B. elkanii were -3.67 and -1.0 , for the shoot tissue and the whole plant, respectively. Finally, the 'B' value for the soybean crop varied considerably in function of the inoculated Bradyrhizobium strain, being most important when only the shoot tissue was utilised to estimate the proportion of N in the plant derived from N2 fixation.Em plantações comerciais de soja na região Sul e do Cerrado, as contribuições da fixação biológica de Nitrogênio (FBN) são geralmente elevadas. Quando usamos a técnica da abundância natural de 15N para quantificar a FBN, é essencial determinar com exatidão a abundância de 15N do N derivado da FBN (valor 'B'). Este trabalho buscou determinar o efeito das quatro estirpes de Bradyrhizobium spp. (duas B. japonicum, duas B. elkanii) sobre o valor 'B' de soja crescida em vasos em ambiente aberto usando uma equação na determinação da abundância natural de 15N em um solo não enriquecido com 15N, e estimativas da contribuição da FBN derivado do uso da técnica de diluição isotópica de 15N em solo enriquecido com 15N. Para avaliar a fixação de N2 pela soja três plantas referenciam foram crescidas nas mesmas condições. Independente da estirpe de Bradyrhizobium, não foi observada diferença para matéria seca, massa de nódulos e N total entre solo marcado e não marcado. A fixação de N2 em soja crescida nas duas condições de marcação do solo foi semelhante. Os valores médios de 'B' para plantas de soja inoculadas com estirpes de B. japonicum foram, em média, de -1,84 e -0,50 enquanto as inoculadas com B. elkanii apresentaram médias de -3,67 e -1,00 , para parte aérea e planta inteira, respectivamente. Finalmente, o valor 'B' para a cultura da soja variou consideravelmente em função da estirpe de Bradyrhizobium inoculada, sendo mais importante quando se utiliza somente a parte aérea da planta para estimar a proporção do N da planta derivado da fixação de N2

Response of African oil palm to nitrogen addition and its influence on the diazotrophic bacteria population

O dendê (Elaeis guineensis, Jaquim) pode produzir até sete toneladas de óleo por hectare por ano. O óleo vegetal é muito versátil e pode ser usado desde a indústria alimentícia até a produção de biocombustíveis. A planta é capaz de se associar com bactérias diazotróficas que colonizam raízes e caules. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta à adubação nitrogenada de 17 genótipos de dendê no primeiro ano de cultivo e avaliar a influência da adição do N mineral sobre a população de bactérias diazotróficas, naturalmente presentes nas plântulas de dendezeiro. Foram utilizados potes de plástico completados com 50% de areia quartzoza e 50% de horizonte B de um Argissolo Vermelho-Amarelo, série Itaguaí, não esterilizado e extremamente pobre em nitrogênio. A uréia foi aplicada na dosagem de 33,68 kg ha-1 de N. Na presença do N, todos os genótipos melhoram os parâmetros biométricos, e houve aumento tanto do N total quanto do N acumulado. As populações de bactérias diazotróficas não foram influenciadas pela adição desse elemento. Dois genótipos foram selecionados, na presença e ausência de N, respectivamente, C-2001 e La Mé.African oil palm (Elaeis guineensis, Jaquim) can produce up to 7 tons of oil per hectare per year. The vegetable oil is greatly versatile in its use, since food industry up to the production of fuels favorable to environmental protection. The plant has the potential to be associative with diazotrophic bacteria which colonize the roots and stem. The objective of this work was to evaluate 17 genotypes of E. guineensis in response to nitrogen addition and to verify the influence of this nitrogen on the diazotrophic population in an experiment using plastic pots filled with 50% quartz sand and 50% of non sterilized Horizon B; Red-Yellow Podzolic Soil series Itaguaí, extremely poor in nitrogen. Urea was used at a dose of 33.68 kg ha-1 de N. In the presence of the nitrogen, all genotypes improved biometric parameters, increased total nitrogen and its accumulation. Its addiction did not affect the diazotrophic population. Two genotypes were selected in the presence and absence of nitrogen: C-2001 and La Mé, respectively

Taxa de crescimento e estado nutricional do cafeeiro em sistema de produção orgânico

Devido a baixa concentração de N nos fertilizantes orgânicos, são necessárias doses elevadas dessas fontes para suprir as exigências do cafeeiro. Por esta razão, o N é o nutriente mais limitante na cafeicultura orgânica. O objetivo do trabalho foi avaliar, em sistema orgânico de produção, a influência da Crotalaria juncea no crescimento e estado nutricional de cultivares de café, bem como quantificar o aporte de biomassa vegetal e de N via fixação biológica, além do efeito sobre as características químicas do solo. O experimento foi constituído por seis cultivares de café (Coffea arabica), cultivadas com e sem Crotalaria juncea. A crotalária foi semeada em novembro de 2001, e aos 76 dias foi podada a meia altura. Aos 175 dias, foi cortada e quantificada a biomassa vegetal, os teores de N, P, K, Ca, Mg e a abundância natural de 15N. O cultivo da crotalária proporcionou o aporte de 16 t ha-1 de matéria seca e a reciclagem de 444, 21, 241, 191 e 44 kg ha-1 de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente. Os cultivares 'Obatã' e 'Catuaí Vermelho' apresentaram as maiores taxas de crescimento em altura, enquanto os cultivares 'Icatu' e 'Oeiras', as menores taxas. A fixação biológica de N proporcionou um aporte de N superior a 200 kg ha-1 de N, demonstrando ser uma alternativa para o produtor fertilizar os sistemas orgânicos com N. O cultivo da crotalária permitiu que o teor de N acumulado no tecido foliar dos cafeeiros se mantivesse igual após um ciclo da cultura, ao contrário do que foi observado nas parcelas não cultivadas com a leguminosa.In view of the low N concentration in organic fertilizers, it is necessary to use high rates of such fertilizers to attend coffee crop requirements. Hence, N is the most limiting nutrient for organic coffee production. The objective of this work was to evaluate the influence of sunn hemp (Crotalaria juncea) organic fertilization on the growth and nutritional status of coffee cultivars, as well as to quantify plant biomass and N input derived from biological nitrogen fixation, and their effect on soil chemical characteristics. The experiment consisted of six coffee (Coffea arabica) cultivars intercropped with and without sunn hemp sown in November 2001 and pruned at mid-height 76 days later. At 175 days, the standing biomass of the legume was cut, measuring dry mass, total N, P, K, Ca, Mg, and 15N natural abundance, resulting 16 t ha-1 of dry mass and the recycling of 444, 21, 241, 191, and 44 kg ha-1 of N, P, K, Ca, and Mg, respectively. Cultivars 'Obatã' and 'Catuaí Vermelho' presented the highest growth rates in terms of plant height, while cultivars 'Icatu' and 'Oeiras' presented the lowest rates. Biological nitrogen fixation associated to the legume introduced more than 200 kg ha-1 of N, which is a demonstration that N fertilization in organic cropping systems is a valuable alternative. Intercropping lead to a constant coffee leaf N content during the entire cropping cycle, contrary to what was observed in plots grown without sunn hemp

Fixação de nitrogênio por amendoim e mucuna e benefício residual para uma cultura de milho

Chemical fertilisers are rarely avaiable to poor farmers, for whom the nitrogen (N) is often the most limiting element for cereal grain production. The objective of this study was to quantify the contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to groundnut (Arachis hypogaea) and velvet bean (Mucuna pruriens) crops using the 15N natural abundance (δ15N) technique and to determine their residual effect and that of a natural fallow, on growth and N accumulation by two rustic maize varieties. The contribution of BNF calculated from δ15N data was 40.9, 59.6 and 30.9 kg ha-1, for groundnut, velvet bean and the natural fallow, respectively. The only legume grain harvested was from the groundnut, which yielded approximately 1.000 kg ha-1. The subsequent maize varieties (“Sol de Manhã” and “Caiana Sobralha”) yielded between 1.958 and 2.971 kg ha-1, and were higher after velvet bean for both maize varieties and “Sol da Manhã” groundnut, followed by “Caiana” after groundnut and, finally, the natural fallow. For a small-holder producer the most attractive system is the groundnut followed by maize, as, in this treatment, both groundnut and maize grain harvest are possible. However, a simple N balance calculation indicated that the groundnut-maize sequence would, in the long term, deplete soil N reserves, while the velvet bean-maize sequence would lead to a build up of soil nitrogen.Fertilizantes químicos raramente estão disponíveis aos agricultores com poucos recursos econômicos, e assim o N é, freqüentemente, um elemento mais limitante para a produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi quantificar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) às culturas de amendoim (Arachis hypogaea) e mucuna (Mucuna pruriens), por meio da técnica de abundância natural de 15N e determinar o efeito residual das leguminosas e do pousio sobre o crescimento e acumulação de N em duas variedades de milho. A contribuição da FBN calculada a partir dos dados de δ15N, foi de 40,9, 59,6 e 30,9 kg ha-1, respectivamente, para amendoim, mucuna e o pousio. A única leguminosa de grão colhida foi amendoim que produziu aproximadamente 1,000 kg ha-1. A produtividade da cultura de milho (variedades Caiana e Sol da Manhã) variou de 1,958 a 2,971 kg ha-1 de grãos, sendo mais alta após mucuna em ambas as variedades de milho e após amendoim na Sol da Manhã, seguida por Caiana após amendoim e por último o pousio normal. Para pequenos agricultores o sistema mais atrativo é o que inclui amendoim seguido pelo milho, uma vez que duas colheitas de grãos são possíveis. Contudo, o cálculo do balanço de N indicou que a seqüência amendoim-milho diminuiria, a long

Nitrous oxide emissions following pig slurry application in soil under no-tillage system

O objetivo deste trabalho foi comparar as emissões de óxido nitroso (N2O) para a atmosfera depois da aplicação de dejetos líquidos de suínos, em plantio direto (PD) e preparo reduzido (PR) do solo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados com cinco repetições. Os tratamentos consistiram na aplicação (40 m3 ha-1), ou não, de dejetos líquidos em PD e PR. As emissões de N2O foram medidas in situ depois da aplicação dos dejetos, por 28 dias. Os fluxos de N2O aumentaram com a aplicação dos dejetos e, em apenas 20% das avaliações realizadas, foram superiores no PD. As emissões de N2O relacionaram-se com o aumento do espaço poroso ocupado pela água. Quantidades acumuladas de N na forma de N2O, emitidas em 28 dias, representaram 0,20 e 0,25% do N total aplicado com os dejetos no PD e PR, respectivamente. Os resultados demonstram que a aplicação de dejetos líquidos de suínos em PD não aumenta a emissão acumulada de N2O em relação à aplicação em PR.The objective of this work was to compare nitrous oxide (N2O) emissions to the atmosphere with pig slurry application on soil under no-tillage (NT) and minimum tillage (MT). The experimental design was set as a completely randomized design with five replications. The treatments consisted of the application (40 m3 ha-1), or not, of pig slurry in NT and MT. The N2O emissions were measured in situ, after the slurry application, for 28 days. The N2O flux increased with the application of slurry and, only in 20% of the evaluations, they were greater in NT. Nitrous oxide emissions were related to the increase of the water-filled pore space. Amounts of N-N2O emitted in 28 days represented 0.20 and 0.25% of total N applied with slurry for NT and MT, respectively. Results work show that pig slurry application in NT does not increase the accumulated N2O emission in relation to application in MT

Biological fixation and nitrogen transfer by three legume species in mango and soursop organic orchards

O objetivo deste trabalho foi avaliar a fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a transferência do N derivado da FBN das espécies leguminosas – gliricídia (Gliricidia sepium), crotalária (Crotalaria juncea) e feijão-guandu anão (Cajanus cajan) – para um pomar orgânico de mangueira e gravioleira, pelo método da abundância natural de N. Foram avaliados os seguintes sistemas de cultivos consorciados: mangueira e gravioleira com gliricídia; mangueira e gravioleira com crotalária; mangueira e gravioleira com feijão-guandu; e a testemunha mangueira e gravioleira. A gliricídia apresentou maior potencial de FBN (80%), seguida da crotalária (64,5%) e feijão-guandu (45%). Em dois cortes, a crotalária forneceu 149,5 kg ha-1 por ano de N, com 96,5 kg derivados da FBN. A gliricídia com três podas anuais forneceu 56,4 e 80,3 kg ha-1 por ano de N, com 45 e 64 kg derivados da FBN, em dois anos consecutivos. A quantidade de N fornecida foi superior à demandada pela mangueira e gravioleira. Variações na abundância natural de 15N foram detectadas somente na gravioleira. Gliricídia e crotalária destacaram-se na transferência de N, com cerca de 22,5 e 40% do N fixado, respectivamente. A adubação verde com gliricídia possibilita o parcelamento do N, com melhor aproveitamento pelas espécies frutíferas.The objective of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) and the N transfer derived from BNF of the legume species – Gliricidia sepium (gliricidia), Crotalaria juncea (sunnhemp) and Cajanus cajan (pigeon pea) – for an intercropped organic orchard with mango and soursop, through the 15N natural abundance method. The following intercropping systems were evaluated: mango and soursop with gliricidia; mango and soursop with sunnhemp; mango and soursop with pigeon pea; and mango and soursop as control. Gliricidia showed the highest BNF potential (80%) , followed by sunnhemp (64.5%) and pigeon pea (45%). After two sunnhemp prunes, 149.5 kg ha-1 of N per year were supplied, with 96.5 kg derived from BNF. After three annual prunes, gliricidia supplied 56.4 and 80.3 kg ha-1 of N per year, with 45 and 64 kg derived from BNF, in two consecutive years. The quantity of N supplied to the system was higher than the mango and soursop requirements. Variations in the natural abundance of 15N were found only in soursop leaves. Gliricidia and sunnhemp were prominent in N transfer, with approximately 22.5 and 40% respectively. Green manuring using gliricidia permits fractioning of the N supply, which is an advantage in N obtention by the fruit trees

TÉCNICAS DE SEXAGEM ESPERMÁTICA E SUA IMPORTÂNCIA NA PRODUÇÃO ANIMAL

Sexed semen has great potential for animal production, allowing the selection of sex of desired products according to the production system (milk or meat), reducing costs, and showing better use of matrices. However, this method is still little used in in vivo protocols, such as intrauterine and transcervical artificial insemination (AI), as the most used methods for this purpose still cause several deleterious changes in seminal quality. Based on this, new sexing methodologies have been researched to make this biotechnique more practical and inexpensive. The study of new sexing techniques aims to promote better quality in seminal parameters after sexing with lower costs, better ejaculate utilization, and good conception rates for in vivo insemination. Thus, this review aimed to address advances in sperm sexing and its importance for animal production.O sêmen sexado tem grande potencial para a produção animal, permitindo a seleção do sexo de produtos desejados, de acordo com o sistema de produção (leite ou carne), reduzindo custos e apresentando um melhor aproveitamento da criação animal. No entanto, esse método ainda é pouco utilizado em protocolos in vivo, como inseminação artificial (I.A) intrauterina e transcervical, pois os métodos mais empregados para esse fim ainda causam diversas alterações deletérias na qualidade seminal. Baseado nisto, novas metodologias de sexagem têm sido pesquisadas, para tornar essa biotécnica mais prática e barata. O estudo de novas técnicas de sexagem visa promover melhor qualidade nos parâmetros seminais, após sexagem, com menor custo, melhor aproveitamento do ejaculado e boas taxas de concepção para a inseminação in vivo. Desta forma, o objetivo desta revisão foi abordar os avanços na sexagem espermática e sua importância para a produção animal

Nitrous oxide emission from excreta of different beef cattle breeds finished in feedlot

O objetivo deste trabalho foi comparar as emissões de óxido nitroso (N2O) pela urina e pelas fezes de bovinos Nelore e mestiços (Nelore x Angus) terminados em confinamento. Vinte bois Nelore e 20 mestiços foram alimentados com dieta composta de 75% de concentrado e 25% de volumoso. As excretas foram aplicadas nos currais após 43 dias de confinamento, quando se iniciou o monitoramento de N2O por meio de câmaras estáticas. Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey. Os fluxos de N2O da urina e das fezes foram semelhantes entre as raças, com picos importantes após a ocorrência de chuvas. As emissões cumulativas de N2O da urina por quilograma de ganho de peso corporal (GPC) e as emissões totais das fezes por quilograma de GPC foram 22,7% e 24,4% maiores na raça Nelore. Não há efeito da raça sobre o fluxo de N2O e as emissões cumulativas de excretas de bovinos de corte confinados; entretanto, o gado mestiço emite menos por quilograma de GPC. Há alta correlação entre o volume de chuva e as emissões de N2O do dia seguinte, o que indica um período entre a ocorrência de chuva e o aumento da emissão de N2O.The objective of this work was to compare nitrous oxide (N2O) emissions from urine and manure of Nellore and crossbred (Nellore x Angus) cattle finished in feedlot. Twenty Nellore and 20 crossbred bulls were fed a diet consisting of 75% concentrate and 25% roughage. Excreta were applied to the pens after 43 days of confinement, when N2O monitoring started through static chambers. The data were subjected to the analysis of variance, and averages were compared by Tukey’s test. The N2O fluxes from urine and manure were similar among the breeds, with important peaks after rain events. The cumulative emissions of N2O from urine per kilogram of body weight gain (BWG) and the total emissions from manure per kilogram of BWG were 22.7% and 24.4% higher in Nellore cattle. There is no breed effect on N2O flux and cumulative emissions by excreta from confined beef cattle; however, the crossbreed emits less per kilogram of BWG. There is a high correlation between rainfall volume and the N2O emissions of the next day, which indicates a period between rain occurrence and the increase in N2O emission

Forage intake and botanical composition of feed for cattle fed Brachiaria/legume mixtures

Uma contribuição fundamental para o estudo da ciclagem de nutrientes no sistema solo/planta/ animal é a avaliação do consumo pelo gado de forragem e dos nutrientes nela contidos. Testaram-se, sob condições controladas, técnicas para avaliar a produção fecal, digestibilidade in vitro, consumo de forragem e a proporção de leguminosa ingerida na dieta. Cinco novilhos de Zebu foram confinados e alimentados com quantidades conhecidas de cinco rações com diferentes proporções de Brachiaria dictyoneura e Desmodium ovalifolium. Todas as fezes bovinas foram recolhidas e pesadas e estes valores foram comparáveis com as estimativas da produção fecal derivadas do uso da técnica de óxido de cromo. A digestibilidade in vitro variou de 7 a 10% acima da digestibilidade in vivo atual. Amostras de fezes de novilhos alimentados com dietas com 25% ou mais de capim na mistura apresentaram abundância de 13C por entre 1,7 e 2,1, mas este empobrecimento isotópico não foi observado quando a dieta era com 100% D. ovalifolium. Houve correlação positiva linear (r² = 0,97***) entre δ13C da dieta com o δ13C das fezes, mas o conteúdo de leguminosa foi subestimado em mais de 10% quando a dieta ingerida foi de 100% de leguminosa. Nenhum dos indicadores internos, como o conteúdo de lignina ou cinzas, foram úteis para prever o consumo de forragem, mas os resultados da técnica utilizando óxido crômico como indicador externo foram satisfatórios. A abundância de 13C das fezes foi indicador adequado da proporção da leguminosa na dieta.A key contribution to study the cycling of nutrients in soil/plant/animal systems is the evaluation of the consumption of forage and their nutrients by cattle. The objective of this study was to test techniques to evaluate faecal production, in vitro digestibility, forage consumption and the proportion of legume in the acquired diet. Five Zebu steer calves were confined and fed five diets of different combinations of Brachiaria dictyoneura and Desmodium ovalifolium. All quantities of faeces were collected per animal and these values were found to compare favourably with those derived from using the chromium oxide technique. In vitro digestibility ranged from 7 to 10% higher than the actual in vivo digestibility. Faecal samples from steers fed with diets with 25% or more of grass in the mixture were found to be depleted in δ13C between 1.7 and 2.1, but no depletion was observed when the diet was 100% D. ovalifolium. There was a positive linear regression (r² = 0.97***) of the δ13C of the diet with the δ13C of faeces, but if the acquired diet contained a very high proportion of legume, the legume content could be underestimated by as much as 10%. None of the internal indicators, such as lignin or ash content of the diets, were useful to predict feed intake, but the chromium oxide external indicator performed satisfactorily. The 13C analysis of the faeces was an effective predictor of the proportion of the legume in the consumed diet

Biochar and soil nitrous oxide emissions

The objective of this work was to evaluate the effect of biochar application on soil nitrous oxide emissions. The experiment was carried out in pots under greenhouse conditions. Four levels of ground commercial charcoal of 2 mm (biochar) were evaluated in a sandy Albaqualf (90% of sand): 0, 3, 6, and Mg ha-1. All treatments received 100 kg ha-1 of N as urea. A cubic effect of biochar levels was observed on the N 2O. Biochar doses above 5 Mg ha-1 started to mitigate the emissions in the evaluated soil. However, lower doses promote the emissions.The objective of this work was to evaluate the effect of biochar application on soil nitrous oxide emissions. The experiment was carried out in pots under greenhouse conditions. Four levels of ground commercial charcoal of 2 mm (biochar) were evaluated in a sandy Albaqualf (90% of sand): 0, 3, 6, and 9 Mg ha-1. All treatments received 100 kg ha-1 of N as urea. A cubic effect of biochar levels was observed on the N2O emissions. Biochar doses above 5 Mg ha-1 started to mitigate the emissions in the evaluated soil. However, lower doses promote the emissions