Stocks and quality of organic matter in soils cultivated with coffee under different management, in regions of Minas Gerais

A constituição da matéria orgânica do solo (MOS) é bastante complexa, sendo formada por diversas frações com tempos de residência variando desde meses até milhares de anos. Sua manutenção é relevante para a sustentabilidade da produtividade das culturas. Dessa maneira, o presente trabalho teve como objetivo avaliar alterações nos estoques de Carbono Orgânico Total (COT), Carbono Lábil (CL), Carbono Não-Lábil (CNL), Nitrogênio Total (NT) e o Índice de Manejo do Carbono (IMC) no solo e nas frações da Matéria Orgânica Particulada (MOP) e Matéria orgânica Associada aos Minerais (MAM), causadas por diferentes práticas de cultivo do cafeeiro. Avaliou-se também o efeito do tempo de cultivo, do esqueletamento, da densidade de plantio e do cultivo irrigado ou de sequeiro sobre essas formas de MOS. Para a avaliação do efeito do tempo de cultivo, foram selecionadas áreas com cafeeiro com 10 e 30 anos de cultivo na cidade de Araguari-MG (Triângulo Mineiro), tendo a vegetação de Cerrado como referência; em outra região, foram selecionadas áreas com cafeeiros não esqueletado, esqueletado e uma área adjacente de mata, utilizada como referência, na cidade de Machado-MG (Sul de Minas), uma área com diferentes densidades de plantio, com a combinação de dois espaçamentos entre plantas (0,5 e 1,0 m) e três de entrelinhas (1,0; 2,0 e 4,0 m), tendo-se como solo referência uma mata adjacente, sendo essa área localizada na cidade de Martins Soares MG (Região da Zona da Mata Mineira) e, por último, na região do Vale do Jequitinhonha, na cidade de Capelinha-MG, foram selecionadas áreas com cafeeiro irrigado e de sequeiro e uma área de Cerrado adjacente como referência. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-10; 10-20; 20-40; 40-60; 60-80 e 80-100 cm, na linha e na entrelinha de plantio para as áreas do Triângulo Mineiro, Sul de Minas e Vale do Jequitinhonha, e para a área do Zona da Mata Mineira foram coletadas até 60 cm. Foram determinados os teores totais de COT e NT, CL, CNL e de C e N nas frações MOP e MAM, e, posteriormente, calculados os seus estoques nas camadas analisadas. Para a região do Vale do Jequitinhonha também foi determinada a razão isotópica do 13C/12C. Observou-se que o cultivo do cafeeiro proporcionou mudanças nos estoques e na qualidade da MOS, sendo que, para a regiãodo Triângulo Mineiro, Sul de Minas e Vale do Jequitinhonha essas mudanças causaram aumento nos estoques de MOS; porém, para a região da Zona da Mata houve diminuição nos estoques de MOS. Na primeira região (Triângulo Mineiro), o tempo de cultivo do cafeeiro causou aumentos nos estoques de C do solo contribuindo para que o Índice de Manejo do Carbono (IMC) fosse maior que 100 %, até a profundidade 0 a 40 cm, indicando efeito positivo na manutenção da MOS nos solos cultivados com cafeeiro. Por último, o estoque C da MOP foi maior para o cafeeiro Velho (30 anos de cultivo) em relação ao Novo (10 anos de cultivo), indicando que o tempo de cultivo está propiciando um maior aporte de C nesta fração (MOP). Para a segunda área (Sul de Minas), a poda do cafeeiro (esqueletamento) proporcionou aumentos e, ou, a manutenção nos estoques de MOS, de modo particular na entrelinha do tratamento esqueletado, onde houve maior deposição dos resíduos vegetais; todavia, os estoques foram menores na linha, quando comparados à referência (Mata). O IMC da área esqueletada foi superior a 100 % (referência), de modo particular na entrelinha do tratamento esqueletado. Na terceira região (Zona da Mata), os estoques de COT na mata foram superiores em 28 e 29 % aqueles encontrados na linha e entrelinha (respectivamente). Observou-se tendência de maior estoque de C nos espaçamentos mais adensados (1 x 0,5 e 1 x 1 m). Todavia, o IMC foi menor do que 100 % em todos os espaçamentos estudados, tanto na linha quanto na entrelinha. Na última região (Vale do Jequitinhonha), o café irrigado proporcionou aumentos nos estoques de COT, em especial na linha de plantio. O café irrigado também proporcionou aumentos nos estoques de CL, especialmente na entrelinha de plantio. Além disso, o cafeeiro irrigado também proporcionou maiores estoques de C nas frações MOP e MAM. Por último, os valores de δ do 13C (razão isotópica 13C/12C) indicou um aporte de C proveniente do cafeeiro na MOS, tanto em relação ao solo quanto às frações da MOP e MAM, em especial no café irrigado. Portanto, os manejos adotados devem ser analisados caso a caso, a fim de se ter previsão sobre alterações nos estoques e na qualidade da MOS.The composition of soil organic matter (SOM) is fairly complex, since it consists of various fractions with residence times varying from a few months to thousands of years. This organic matter must be maintained in the interests of sustainable crop yield. Therefore, the aim of this study was to assess changes in stocks of total organic carbon (TOC), labile carbon (LC), non-labile carbon (NLC) and total nitrogen (TN), and changes in the soil carbon management index (CMI) and fractions of particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAM) brought about by the use of different management practices on coffee plantations. We also assessed the effect on these SOM forms of cultivation time, lateral pruning (esqueletamento), crop density and irrigated or dryland farming. To assess the effect of cultivation time, we selected areas of coffee bushes that had been growing for 10 and 30 years in the town of Araguari (in the region of Minas Gerais state known as the Triângulo Mineiro ), taking the Cerrado (savanna) vegetation as the reference. In another region we selected areas of coffee bushes, both laterally pruned and not laterally pruned, and an adjacent forest area used as a reference in the town of Machado-MG (Southern Minas), an area in which different planting densities had been used, with a combination of two bush spacings (0.5 and 1.0 m) and three row spacings or interrows (1.0, 2.0 and 4.0 m), with adjacent forest as the reference soil, this area being located in the town of Martins Soares MG (Region in the Mata Mineira Zone). Finally, in the Jequitinhonha Vally region, in the town of Capelinha MG, we selected areas of irrigated and dryland plantations, using an adjacent Cerrado savanna area as a reference. Soil samples were collected from the interrow at depths of 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm in the selected areas in the Triângulo Mineiro, Southern Minas and Jequitinhonha Valley areas. In the Mata Mineira Zone we collected samples at a depths of up to 60 cm. Total content figures were determined for TOC and TN, LC, NLC, and C and N in POM and MAM fractions. We then calculated stocks in the layers examined. For the Jequitinhonha Valley region, we also determined the 13C/12C isotopic ratio. We observed that coffee cultivation brought about changes in the stocks and quality of SOM, increasing SOM stocks in theTriângulo Mineiro, Southern Minas and Jequitinhonha Valley areas. However, in the Mata Mineira zone, SOM stocks had dropped. In the first region (Triângulo Mineiro), the existence of the coffee plantation had caused an increase in C stocks in the soil, inducing a rise in the Carbon Management Index (CMI) to over 100 % up to a depth of 0 to 40 cm, showing the positive effect of coffee plantations in maintaining SOM. C stocks in POM was higher for older coffee bushes (30 years) than for younger bushes (10 years), indicating that cultivation time does contribute to C stocks in this fraction (POM). In the second area (Southern Minas), lateral pruning increased and/or maintained SOM stocks, especially in the laterally pruned interrow which received higher deposits of plant waste. However, stocks were lower in the row when compared to the reference (Forest). The CMI for the laterally pruned area was above 100 % (reference), especially in the pruned interrow. In the third region (Forest Area), TOC stocks in the forest soil were 28% higher than those found in the plant row and 29 % higher than in the interrow. There was a tendency for C stocks to be higher in more densely planted areas (1 x 0.5 and 1 x 1 m). However, the CMI was below 100 % in all the spacings studied, both in the row and interrow. In the last region (Jequitinhonha Valley), the irrigated plantation increased TOC stocks, especially in the plant row. Irrigated coffee also increased LC stocks, especially in the interrow. In addition, the irrigated coffee also increased C stocks in POM and MAM fractions. Finally, δ values for 13C (13C/12C isotope ratio) indicated that the C content of the SOM was boosted by the coffee plantation, both in relation to the soil and in POM and MAM fractions, especially where irrigation was used. Therefore, the management systems used must be studied case-by-case if predictions are to be made on alterations in SOM stocks and quality.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Phosphorus, bases, inorganic anions and organic acids leaching in soils treated with poultry litter

A utilização de dejetos de animais na agricultura cresce de maneira significativa a cada ano, devido, principalmente, à expansão da criação intensiva de animais, impulsionada pelo aumento das exportações. Com o decreto lei que proíbe a utilização dos dejetos de aves na alimentação animal, intensificou-se ainda mais o seu uso na agricultura. Porém, há ainda uma lacuna quanto à informação científica sobre o uso desses dejetos, em razão de se não saber o quanto deste material pode ser utilizado de modo a ter uma agricultura menos agressiva ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a lixiviação de formas de P e de Ca, Mg, K e Na, em colunas de solos fertilizados com camas de aviário. Em um experimento verificaram-se as perdas por lixiviação de formas de P em solos, constituídos por cinco anéis sobrepostos, com 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura cada um, submetidas a fluxos de percolação de água. Foram utilizadas amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos texturas argilosa e média. Os solos receberam, previamente, quatro doses de P na forma de KH2PO4, correspondentes a 0; 12,5; 25 e 50 % da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP), homogeneizadas com todo o volume de solo das colunas e deixados em incubação por 60 dias. No anel superior, aplicou-se, homogeneamente, cama de aviário nas doses equivalentes a 0, 20, 40, 80, e 160 t ha-1 com base no peso do material seco. Os tratamentos foram estabelecidos segundo o esquema fatorial: quatro níveis da CMAP x cinco doses de cama de aviário x dois solos, com três repetições, dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, em duas aplicações semanais, durante 35 dias, de modo a atingir um volume correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos percolados foram determinados: a forma inorgânica de P (P reativo, Pi) a forma orgânica de P (P não-reativo, Po). Na oitava percolação, foram também determinados: P dissolvido total (percolado que passou em filtro com diâmetro de poros de 0,45 µm) e P particulado total (retido no filtro de 0,45 µm). No final do experimento, o P no solo de cada anel foi extraído pelos extratores Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L-1 e H2SO4 0,0125 mol L-1) e Olsen (NaHCO3 0,5 mol L-1, pH 8,5), sendo determinadas, para este ultimo extrator, as formas Pi e Po. Com o aumento da dose de cama de aviário, as perdas de P por percolação foram, em média, 6,4 vezes maiores na forma de P não-reativo (Po) que na P-reativo (Pi). Tanto a fertilização mineral prévia com P como a aplicação de doses crescentes de cama de aviário causaram a descida de P nas colunas de solo, extraído tanto pelo Mehlich-1 e pelo NaHCO3 (Olsen). O nível crítico ambiental (NCA), teor de P disponível no solo acima do qual a percolação de Preativo aumenta exponencialmente, foi em torno de 100 e 150 mg dm-3 para o Mehlich-1 e 40 e 60 mg dm-3 para o Olsen, para os solos, textura média e argilosa, respectivamente. Em condições de solos intemperizados, com acúmulo de P residual ao longo dos cultivos, as perdas de P por lixiviação no perfil podem ser significativas, de modo particular quando recebem cama de aviário. Em um segundo experimento verificou-se o efeito da aplicação de cama de aviário na lixiviação de Ca, Mg, K e Na em solos e sua associação com ânions inorgânicos e ácidos orgânicos com baixa massa molecular. Amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, um textura média e outro argilosa, foram colocados em colunas de PVC semelhantes àquelas utilizadas no experimento anterior. O solo no anel superior recebeu, homogeneamente, uma dose de cinco camas de aviário, correspondente a 160 t ha-1, base material seco, comparativamente à testemunha (sem cama de aviário). Os tratamentos foram definidos segundo o fatorial 5 x 2, com cinco camas e dois solos, em três repetições dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, duas vezes por semana, até atingir o volume de água correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos lixiviados foram analisadas as concentrações de Ca, Mg, K e Na, dos ânions Cl-, NO3- e SO4 2- e de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. Houve grande lixiviação de bases metálicas nas colunas, de modo geral até a terceira percolação. Este fato foi causado pela adição dessas bases, em doses elevadas, pelas camas de aviário e, também, aparentemente, pelo efeito de ânions acompanhantes: Cl-, NO3- e SO4 2- no solo textura média e Cl-, NO3- no solo textura argilosa e, de maneira muito menos expressiva, pelo efeito complexante das bases por ácidos orgânicos de baixa massa molecular. O efeito de lixiviação do ácido acético ocorreu, provavelmente, como ânion acompanhante das bases.The use of animal dejects in Brazilian agriculture is increasing in recent years due to the expansion of animal farms impelled by exportation of meat to international markets. Bird housing is amongst those activities that have experienced the largest growth. The litter generated in this activity used to be largely employed to feed cows. However, the enactment of a law that prohibited the use of poultry litter as animal feeds intensified its use as organic fertilizer in agriculture. Despite its importance, there are gaps in our knowledge regarding its adequate use in order to obtain high plant yields without threatening the environment. The present work aimed at evaluating the leaching of P, Ca, Mg, K and Na on columns of soils fertilized with poultry litter. There were two experiments. In the first experiment each column was constituted by five PVC rings with 5 cm diameter and 10 cm height bound to each other with adhesive, and with an impermeable interior. The columns were filled with two soil types: a clayey Red-Yellow Latosol and a sandy loam Red-Yellow Latosol. The soils had previously received four doses of P as KH2PO4 in order to achieve 0, 12.5, 25.0 and 50% of the maximum P adsorption capacity (CMAP). The P source was homogenized with the whole soil volume and incubated for 60 days. After this period the soils were accommodated in the columns and five poultry litter rates equivalent to 0, 20, 40, 80, and 160 t ha-1 (dry weight basis) were mixed with the soil of the top ring. Five poultry litter rates were applied on the top of the column. Treatments consisted of a 4 x 5 x 2 factorial scheme corresponding to four levels of CMAP saturation, five poultry litter doses and two soils, with three replications, and arranged in a complete randomized block design. The columns were submitted to 10 percolations of deionized water in a 35 day period in order to simulate a 1.200 mm rainfall. In the percolated water it was determined inorganic P (reactive P, Pi) and organic P forms (unreactive P, Po). In the eighth percolation water, total P was fractionated in dissolved P (fraction that passed a 0.45 µm filter) and particulate P (retained in the 0.45 µm filter). At the end of the experiment, the columns were disassembled and P in the soil of each ring was extracted with Mehlich-1 (HCl 0.05 mol L-1 and H2SO4 0.0125 mol L-1) and Olsen (NaHCO3 0.5 mol L-1, pH 8.5) extractors. For the Olsen soil extracts it was measured the Pi and Po fractions. It was found that increasing the poultry litter dose led to losses of unreactive P (Po) 6.4 times greater than that of reactive P (Pi). Both the previous P fertilization and increasing poultry litter doses caused the vertical movement of P in the soil columns, which reflected in P concentrations in Mehlich 1 and Olsen extracts. The environmental critical level (NCA), the concentration of P in the soil above which the leaching of P increases exponentially, was around 100 and 150 mg dm-3 by Mehlich 1 and 40 and 60 mg dm-3 by Olsen, for the sandy loam and clayey soils, respectively. In highly weathered soils the accumulation of residual P along the cultivations there can be significant P leaching through the profile, especially when they are fertilized with poultry litter. In the second experiment it was evaluated the effect of poultry litter on Ca, Mg and K leaching and its relationship with inorganic and low molecular mass organic anions. Samples of two Oxisols (a clayey and a sandy loam Red-Yellow Latosol) were accommodated in PVC columns similar to those used in experiment 1. Five types of poultry litters (coffee peels, ground corn cob, rice husk, napier grass and wood shavings) were homogenously applied to the soil of the top ring in a dose equivalent to 160 t ha-1 (dry weight basis). There also was a control treatment with no poultry litter application. The treatments consisted of a 5 x 2 factorial scheme, corresponding to five poultry litter types and two soil with distinct textures, with five replications, arranged in a complete randomized block design. Twice a week the columns received 10 applications of deionized water twice a week in a total volume corresponding to a rainfall equivalent to 1.200 mm. The leachates were analyzed for cations such as Ca, Mg, K and Na, and for anions such as Cl-, NO3 -and SO4 2- and low molecular mass organic acids by ion chromatography. The results indicate that there was great leaching of bases through the soil columns, particularly up to the third percolation. This fact was probably a result of the high dose of poultry litter and the presence of accompanying anions: Cl-, NO3 - and SO4 2- in the sandy loam soil and Cl- and NO3- in the soil clayey soil. Much less expressive was the complexing effect of organic acid ligands. The effect of acetic acid favoring the leaching of bases probably was a result of its action as an accompanying anion.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Fluxo difusivo e biodisponibilidade de zinco, cobre, ferro e manganês no solo: influência da calagem, textura do solo e resíduos vegetais

Em solos altamente intemperizados, o fluxo difusivo é o principal mecanismo de transporte de Zn, Cu, Fe e Mn até à superfície das raízes das plantas. Práticas de manejo, como a calagem e a adição de resíduos vegetais ao solo, podem influir no fluxo difusivo e na disponibilidade desses micronutrientes catiônicos. Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o fluxo difusivo e a biodisponibilidade de Zn, Cu, Fe e Mn, nas formas catiônicas ou aniônicas, em dois Latosssolos, sob influência de doses de calcário e de resíduos vegetais. Para tanto, os resíduos vegetais, do feijão guandu ou do milheto, foram incorporados em amostra de um Latossolo textura média (LVA) e outro de textura argilosa (LV). Para avaliar o fluxo difusivo, utilizou-se resina de troca aniônica (positivamente carregada) e de troca catiônica (negativamente carregada) na forma de lâminas, incubadas no solo, em câmaras de difusão, durante quinze dias. Os resultados obtidos demonstraram que a calagem reduziu o fluxo difusivo dos micronutrientes, mas a incorporação de resíduos vegetais aos solos atuou inversamente, minimizando o efeito negativo da calagem na difusão. O Cu e o Fe foram transportados, predominantemente, na forma aniônica, enquanto o Zn e o Mn, predominantemente, na forma catiônica. A adição de resíduos vegetais também aumentou o pH dos solos e melhorou a absorção dos micronutrientes pelas plantas de milho, principalmente, quando se incorporou resíduo de milheto, no LVA, e de guandu, no LV

Lixiviação de cátions favorecida pela presença de ânions inorgânicos e ácidos orgânicos de baixa massa molecular em solos adubados com camas de aviário

Com o incremento exponencial da avicultura no Brasil, a disponibilidade de dejetos de aves e de cama de aviário tem aumentado de maneira semelhante. A proibição de uso desses produtos na ração animal tem feito com que eles sejam direcionados para a produção agrícola como fertilizantes. Ainda há na literatura carência de informação sobre lixiviação de bases no perfil do solo em conseqüência do efeito de ânions inorgânicos acompanhantes, como cloreto, nitrato e sulfato, e do efeito complexante de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da aplicação de cama de aviário na lixiviação de Ca, Mg, K e Na em solos e sua associação com ânions inorgânicos e ácidos orgânicos de baixa molecular. Amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, um de textura média e outro de textura argilosa, foram colocadas em colunas de PVC constituídas de cinco anéis, cada um com 10 cm de altura e 5 cm de diâmetro, ligados entre si com fita adesiva. O solo colocado no anel superior recebeu, homogeneamente, cinco tipos de camas de aviário: casca de café, casca de arroz, sabugo de milho, capim-napier e maravalha, totalizando 160 t ha-1 de material seco, comparado à testemunha (sem a cama de aviário). O experimento constituiu um fatorial 5 x 2, com cinco camas e dois solos, dispostos em blocos casualizados com três repetições. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, duas vezes por semana, até atingirem o volume de 1.200 mm de chuvas. Nos 10 percolados, foram analisadas as concentrações de Ca, Mg, K e Na, dos ânions Cl-, NO3-e SO4(2-) e de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. Houve grande lixiviação de bases nas colunas, principalmente até a terceira percolação. Esse fato foi causado pela adição dessas bases, em doses elevadas, pelas camas de aviário e, aparentemente, também pelo efeito dos ânions acompanhantes Cl-, NO3-e SO4(2-)no solo de textura média, Cl-e NO3-no solo de textura argilosa e, de maneira menos expressiva, pelo efeito acompanhante/complexante dos ácidos orgânicos de baixa massa molecular. No solo argiloso, a percolação de Ca esteve positivamente correlacionada com a concentração dos ácidos málico e oxálico. A concomitante elevada concentração de ácido acético nos percolados de solos tratados com todas as camas sugere que este pode estar favorecendo a lixiviação de bases no solo, provavelmente como ânion acompanhante

Fluxo difusivo de micronutrientes catiônicos afetado pelo tipo, dose e época de incorporação de adubos verdes ao solo

Os solos brasileiros, principalmente os do cerrado, são bastante intemperizados e pobres em alguns micronutrientes catiônicos na solução do solo. A utilização de técnicas de manejo, como a adubação verde, pode favorecer o fluxo difusivo (FD) e a disponibilidade desses nutrientes para as plantas. O presente trabalho visou avaliar se a incorporação de adubos verdes ao solo, em diferentes doses e épocas, modifica o FD e a forma iônica de transporte dos micronutrientes Zn, Cu, Fe e Mn no solo. Para tanto, foram incorporados dois resíduos vegetais largamente cultivados como adubo verde: o feijão guandu (Cajanus cajan) ou o milheto (Pennisetum americanum) por diferentes períodos (0, 15, 25, 35, 45 e 55 dias) e doses (0, 9, 18 e 36 t ha-1) num Latossolo Vermelho, argiloso, em condições de laboratório. Para avaliar o FD, utilizaram-se resinas de troca aniônica (positivamente carregada) e de troca catiônica (negativamente carregada) na forma de lâmina, incubadas junto ao solo em câmaras de difusão durante 15 dias. Os resultados obtidos demonstraram que houve aumento do FD do Cu e do Fe com o aumento das doses de material vegetal, principalmente no início do período de incubação, e maior fluxo desses dois micronutrientes para a resina aniônica em relação à catiônica, possivelmente por ser o seu transporte no solo mais dependente da formação de complexos organometálicos com carga líquida negativa. Já para Zn e Mn, o fluxo difusivo foi maior para a resina catiônica. O aumento do tempo de incubação favoreceu o fluxo difusivo de Mn e Zn e reduziu o do Cu e Fe.Brazilian soils, especially in the Cerrado region, are highly weathered and poor in some cationic micronutrients in the soil solution. Diffusion is the main transport mechanism to the root surface. The adoption of management practices such as the use of green manures might favor the diffusive flux (DF) and availability of micronutrients to plants. The present experiment aimed to evaluate the effect of incorporation of two distinct green manures into a clayey Red Latosol (LV, Typic Haplustox) on the DF of the micronutrients Zn, Cu, Fe and Mn. For this purpose, two widely cultivated green manures: guandu bean (Cajanus cajan) or millet (Pennisetum americanum) were incorporated into the soil for different periods (0, 15, 25, 35, 45, and 55 days) and at variable doses (0, 9, 18, and 36 t ha-1, dry matter basis) before starting the evaluation of the DF. To evaluate the DF, two ion-exchange membranes (a positively-charged anionic and a negatively-charged cationic exchange resin) were incubated with the soil in diffusion chambers for 15 days. The obtained results demonstrated that there was an increment in the Cu and Fe DF with the increase in the doses of plant residues, particularly in the beginning of the incubation period. The results also showed a higher DF of these two micronutrients to the anionic resin compared with the cationic resin. This probably occurred because the Cu and Fe transport in the soil depends on the formation of organometallic complexes with net negative charge. The DF of Zn and Mn to occurred mainly toward the cationic resin. A longer incubation time favored the DF of Mn and Zn and reduced that of Cu and Fe

Timing, location and crop species influence the magnitude of amelioration of aluminum toxicity by magnesium

The protective effect of cations, especially Ca and Mg, against aluminum (Al) rhizotoxicity has been extensively investigated in the last decades. The mechanisms by which the process occurs are however only beginning to be elucidated. Six experiments were carried out here to characterize the protective effect of Mg application in relation to timing, location and crop specificity: Experiment 1 - Protective effect of Mg compared to Ca; Experiment 2 - Protective effect of Mg on distinct root classes of 15 soybean genotypes; Experiment 3 - Effect of timing of Mg supply on the response of soybean cvs. to Al; Experiment 4 - Investigating whether the Mg protective effect is apoplastic or simplastic using a split-root system; Experiment 5 - Protective effect of Mg supplied in solution or foliar spraying, and Experiment 6 - Protective effect of Mg on Al rhizotoxicity in other crops. It was found that the addition of 50 mmol L-1 Mg to solutions containing toxic Al increased Al tolerance in 15 soybean cultivars. This caused soybean cultivars known as Al-sensitive to behave as if they were tolerant. The protective action of Mg seems to require constant Mg supply in the external medium. Supplying Mg up to 6 h after root exposition to Al was sufficient to maintain normal soybean root growth, but root growth was not recovered by Mg addition 12 h after Al treatments. Mg application to half of the root system not exposed to Al was not sufficient to prevent Al toxicity on the other half exposed to Al without Mg in rooting medium, indicating the existence of an external protection mechanism of Mg. Foliar spraying with Mg also failed to decrease Al toxicity, indicating a possible apoplastic role of Mg. The protective effect of Mg appeared to be soybean-specific since Mg supply did not substantially improve root elongation in sorghum, wheat, corn, cotton, rice, or snap bean when grown in the presence of toxic Al concentrations

Protective effect of divalent cations against aluminum toxicity in soybean

A large proportion of soybean fields in Brazil are currently cultivated in the Cerrado region, where the area planted with this crop is growing considerably every year. Soybean cultivation in acid soils is also increasing worldwide. Since the levels of toxic aluminum (Al) in these acid soils is usually high it is important to understand how cations can reduce Al rhizotoxicity in soybean. In the present study we evaluated the ameliorative effect of nine divalent cations (Ca, Mg, Mn, Sr, Sn, Cu, Zn, Co and Ba) in solution culture on Al rhizotoxicity in soybean. The growth benefit of Ca and Mg to plants in an acid Inceptisol was also evaluated. In this experiment soil exchangeable Ca:Mg ratios were adjusted to reach 10 and 60 % base saturation, controlled by different amounts of CaCl2 or MgCl2 (at proportions from 100:0 up to 0:100), without altering the soil pH level. The low (10 %) and adequate (60 %) base saturation were used to examine how plant roots respond to Al at distinct (Ca + Mg)/Al ratios, as if they were growing in soils with distinct acidity levels. Negative and positive control treatments consisted of absence (under native soil or undisturbed conditions) or presence of lime (CaCO3) to reach 10 and 60 % base saturation, respectively. It was observed that in the absence of Aluminum, Cu, Zn, Co and Sn were toxic even at a low concentration (25 µmol L-1), while the effect of Mn, Ba, Sr and Mg was positive or absent on soybean root elongation when used in concentrations up to 100 µmol L-1. At a level of 10 µmol L-1 Al, root growth was only reverted to the level of control plants by the Mg treatment. Higher Tin doses led to a small alleviation of Al rhizotoxicity, while the other cations reduced root growth or had no effect. This is an indication that the Mg effect is ion-specific and not associated to an electrostatic protection mechanism only, since all ions were divalent and used at low concentrations. An increased exchangeable Ca:Mg ratio (at constant soil pH) in the acid soil almost doubled the soybean shoot and root dry matter even though treatments did not modify soil pH and exchangeable Al3+. This indicates a more efficient alleviation of Al toxicity by Mg2+ than by Ca2+. The reason for the positive response to Mg2+ was not the supply of a deficient nutrient because CaCO3 increased soybean growth by increasing soil pH without inducing Mg2+ deficiency. Both in hydroponics and acid soil, the reduction in Al toxicity was accompanied by a lower Al accumulation in plant tissue, suggesting a competitive cation absorption and/or exclusion of Al from plant tissue stimulated by an Mg-induced physiological mechanism

Mobility of inorganic and organic phosphorus forms under different levels of phosphate and poultry litter fertilization in soils Mobilidade de formas inorgânicas e orgânicas de fósforo sob diferentes doses de adubação fosfatada e cama de aviário em solos

The eutrophication of aquifers is strongly linked to the mobility of P in soils. Although P mobility was considered irrelevant in a more distant past, more recent studies have shown that P, both in organic (Po) and inorganic forms (Pi), can be lost by leaching and eluviation through the soil profile, particularly in less weathered and/or sandier soils with low P adsorption capacity. The purpose of this study was to determine losses of P forms by leaching and eluviation from soil columns. Each column consisted of five PVC rings (diameter 5 cm, height 10 cm), filled with two soil types: a clayey Red-Yellow Latosol and a sandy loam Red-Yellow Latosol, which were exposed to water percolation. The soils were previously treated with four P rates (as KH2PO4 ) to reach 0, 12.5, 25.0 and 50 % of the maximum P adsorption capacity (MPAC). The P source was homogenized with the whole soil volume and incubated for 60 days. After this period the soils were placed in the columns; the soil of the top ring was mixed with five poultry litter rates of 0, 20, 40, 80, and 160 t ha-1 (dry weight basis). Treatments consisted of a 4 x 5 x 2 factorial scheme corresponding to four MPAC levels, five poultry litter rates, two soils, with three replications, arranged in a completely randomized block design. Deionized water was percolated through the columns 10 times in 35 days to simulate about 1,200 mm rainfall. In the leachate of each column the inorganic P (reactive P, Pi) and organic P forms (unreactive P, Po) were determined. At the end of the experiment, the columns were disassembled and P was extracted with the extractants Mehlich-1 (HCl 0.05 mol L-1 and H2SO4 0.0125 mol L-1) and Olsen (NaHCO3 0.5 mol L-1; pH 8.5) from the soil of each ring. The Pi and Po fractions were measured by the Olsen extractant. It was found that under higher poultry litter rates the losses of unreactive P (Po) were 6.4 times higher than of reactive P (Pi). Both the previous P fertilization and increasing poultry litter rates caused a vertical movement of P down the soil columns, as verified by P concentrations extracted by Mehlich-1 and NaHCO3 (Olsen). The environmental critical level (ECL), i.e., the P soil concentration above which P leaching increases exponentially, was 100 and 150 mg dm-3 by Mehlich-1 and 40 and 60 mg dm-3 by Olsen, for the sandy loam and clay soils, respectively. In highly weathered soils, where residual P is accumulated by successive crops, P leaching through the profile can be significant, particularly when poultry litter is applied as fertilizer.<br>A eutroficação de aquíferos está fortemente ligada à mobilidade de P nos solos. Embora essa mobilidade tenha sido considerada, num passado mais distante, como inexpressiva, estudos mais recentes têm mostrado que o P, tanto na forma orgânica (Po) quanto na inorgânica (Pi), pode se perder por percolação e eluviação de partículas através do perfil de solos, particularmente naqueles menos intemperizados e, ou, arenosos com menor adsorção de P. O objetivo deste trabalho foi verificar perdas por lixiviação e eluviação de formas de P em colunas de solos, constituídas por cinco anéis de PVC sobrepostos, com 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura cada, submetidas a fluxos de percolação de água. Foram utilizadas amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, texturas argilosa e média. Os solos receberam, previamente, quatro doses de P na forma de KH2PO4, correspondentes a 0; 12,5; 25 e 50 % da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP), homogeneizadas com todo o volume de solo das colunas e deixados em incubação por 60 dias. No anel superior, aplicou-se, homogeneamente, cama de aviário nas doses equivalentes a 0, 20, 40, 80 e 160 t ha-1; com base no peso do material seco. O experimento foi constituído pelo esquema fatorial: quatro níveis da CMAP, cinco doses de cama de aviário, dois solos, com três repetições dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, em duas aplicações semanais, durante 35 dias, de modo que se atingisse um volume aproximado de 1.200 mm. Nos lixiviados de cada coluna, foram determinados: P reativo (Pi) e P não reativo (Po). No final do experimento, o P no solo de cada anel foi extraído com Mehlich-1 e com NaHCO3 0,5 mol L-1; pH 8,5 (Olsen), sendo determinadas, para este último extrator, as formas Pi e Po. Com o aumento das doses aplicadas de cama de aviário, as perdas de P por lixiviação foram, em média, 6,4 vezes maiores na forma de P não reativo (Po) que no P-reativo (Pi). Tanto a fertilização mineral prévia com P quanto a aplicação de doses crescentes de cama de aviário causaram movimentação descendente de P nas colunas de solo, extraído tanto pelo Mehlich-1 quanto pelo NaHCO3 (Olsen). O nível crítico ambiental (NCA), teor de P disponível no solo acima do qual a percolação de P-reativo aumenta exponencialmente, foi de 100 e 150 mg dm-3 para o Mehlich-1 e de 40 e 60 mg dm-3 para o Olsen, para os solos de textura média e argilosa, respectivamente. Em solos intemperizados, com acúmulo de P residual ao longo dos cultivos, as perdas de P por lixiviação no perfil podem ser significativas, de modo particular quando fertilizados com cama de aviário