Genotypic variability of maize for nitrogen accumulation and contribution of biological nitrogen fixation

O objetivo deste trabalho foi comparar nove genótipos de milho, com inoculação de uma mistura de bactérias diazotróficas, quanto ao acúmulo de biomassa e N, por meio da técnica de diluição isotópica do 15N O experimento foi conduzido em um tanque de concreto de 120 m2 e 60 cm de profundidade, preenchido com Argissolo Vermelho-Amarelo. Os genótipos variaram quanto à produção de grãos, matéria seca total e acúmulo de N, mas não houve diferenças no enriquecimento de 15N , o que demonstra que a produção e o acúmulo de N foram conseqüência da variabilidade genotípica para extrair N do solo.The aim of this work was to compare nine genotypes of maize inoculated with a mixture of diazotrophic bacteria, and to quantify the contribution of biological nitrogen fixation (BNF). In order to quantify the BNF, isotopic dilution technique was used, in a concrete tank loaded with Ultissol horizon B, labelled with 15N. Differences were observed between total dry matter, grain production and N accumulation but differences in the enrichment of 15N were not observed, showing that the productivity and N accumulation were a result of the phenotype variability in extract N from the soil

Produtividade e diluição isotópica de 15N em cana‑de‑açúcar inoculada com bactérias diazotróficas

The objective of this work was to evaluate the productivity and 15N isotope dilution of two sugarcane varieties inoculated or not with diazotrophic bacteria. Two experiments were carried out in the Southeast and Northeast regions of Brazil, during three cropping seasons (2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010): the first one on a clayey Acrisol, and the second one on a medium-textured Planosol. A randomized complete block design, with four replicates was used. The varieties RB867515 and RB72454 were tested with inoculation of diazotrophic bacteria (five strains combined in the inoculant for sugarcane) or fertilization with 120 kg ha-1 N, besides the control treatment without inoculation and nitrogen fertilization. Stalk yield and 15N isotope dilution of the flag-leaves were evaluated. The RB72454 variety showed greater response to the treatments during the plant-cane cycle and the second ratoon. 15N natural abundance in the flag-leaves decreases over the years, which suggests the increase of biological N fixation when N availability in soil reduces.O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e a diluição do isótopo 15N de duas variedades de cana-de-açúcar, inoculadas ou não com bactérias diazotróficas. Dois experimentos foram realizados nas regiões Sudeste e Nordeste do Brasil, durante três safras (2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010): o primeiro em Argissolo Vermelho eutrófico, de textura argilosa, e o segundo em Planossolo Háplico distrófico, de textura média. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. As variedades testadas foram a RB867515 e a RB72454, cultivadas com inoculação com bactérias diazotróficas (cinco estirpes combinadas no inoculante para cana-de-açúcar) ou com adubação de 120 kg ha-1 de N, além do controle experimental sem inoculação e sem adubação. Avaliaram-se a produtividade de colmos e a diluição isotópica de 15N nas folhasbandeira. A variedade RB72454 foi mais responsiva aos tratamentos, nos ciclos de cana-planta e na segunda soca. A abundância natural de 15N nas folhas-bandeira diminui ao longo dos anos, o que indica aumento da fixação biológica de N na medida em que a disponibilidade de N do solo vem sendo reduzida

Performance de adubos verdes cultivados em duas épocas do ano no Cerrado do Mato Grosso do Sul.

O estudo foi desenvolvido durante 2004 a 2006, em Campo Grande, MS, num Latossolo Vermelho Escuro, com experimentos na primavera/verão e outono/inverno, objetivando avaliar a produtividade de massa seca, quantidade, teor de N e produtividade dos adubos verdes: Crotalaria juncea, ochroleuca, mucronata, spectabilis e breviflora, Canavalia ensiformes (feijão-de-porco), Canavalia brasiliensis (feijão-bravo-do-ceará), Mucuna aterrima (mucuna-preta), Mucuna prurien (mucuna-cinza), Cajanus cajan cv. fava-arga e IAPAR Aratã 43. C. juncea, mucrunata, ochroleuca e guandu fava-larga acumularam as maiores quantidades de massa seca durante a primavera-verão e no outono-inverno o feijão-bravo-do-ceará, C. juncea e feijão-de-porco destacaram-se. Quanto à quantidade e teores de N na parte aérea, a C. mucronata destacou-se em relação às demais espécies na primaveraverão. No outono-inverno, destacaram-se o feijão-de-porco e feijão-bravo-do-ceará. Com relação à produtividade de sementes, destacou-se o feijão-de-porco no período de primavera/verão, enquanto no outono/inverno diferiram-se em relação aos demais o guandu-anão e o feijão-de-porco

Crotalária e milheto como adubos verdes para a produção de milho nos trópicos

A liberação de nutrientes dos resíduos de leguminosas é rápida nos trópicos. A consorciação com gramíneas pode resultar em liberação de nutrientes desses resíduos mais lenta e adequada aos requerimentos de N da cultura subseqüente. Os objetivos do trabalho foram avaliar os efeitos dos adubos verdes crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum glaucum), solteiros ou consorciados, sobre o desempenho do milho com ou sem a aplicação de N-fertilizante. O experimento foi instalado em quatro blocos casualizados em parcelas subdivididas. Os tratamentos da parcela consistiram do cultivo prévio de crotalária, milheto, crotalária+milheto e ervas. Os tratamentos da subparcela foram 90 kg N ha-1 e ausência de N-fertilizante. A parte aérea da crotalária solteira ou consorciada apresentou, respectivamente, 173 kg ha-1 e 89 kg ha-1 de FBN-N. Metade do N foi liberado em 15 e 22 dias, dos resíduos de crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. Esta diferença foi provavelmente causada pela imobilização temporária devido à maior C/N da crotalária+milheto. Na ausência de N-fertilizante o cultivo prévio de crotalária+milheto resultou em maior produtividade do milho que a crotalária solteira. Esse resultado não se repetiu com a aplicação de N-fertilizante. Esse efeito é atribuído à liberação de N mais sincronizada com o requerimento do milho do que com crotalária e milheto solteiros. O balanço de nitrogênio mostra que a recuperação de N-FBN foi de 15% e 10% do N nos grão de milho após crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. A utilização de N-FBN pelo milho foi 65% maior após crotalária+milheto do que após crotalária solteira.Commonly N release from legume residues is rapid in the tropics. Legume mixtures with grasses can result in slower nutrient release from residues, better matching the N requirements of the following crop. The objectives of this study were to evaluate the effects of the green manures sunnhemp (Crotalaria juncea) and millet (Pennisetum glaucum), alone or mixed, on the performance of a subsequent maize crop with and without the application of N-fertilizer. The experiment consisted of four randomized blocks, with split plots. The plot treatments consisted of previous cultivation of sunnhemp, millet, mixed sunnhemp+millet and weeds. The subplot treatments were 90 kg N ha-1 and absence of N-fertilizer. Substantial amounts of biological nitrogen fixation (BNF) nitrogen were present in above ground parts of sunnhemp alone (173 kg ha-1) and mixed with millet (89 kg ha-1). Decay rates showed that half of the N was released 15 and 22 days from sunnhemp and sunnhemp+millet residues, respectively. The difference was attributed to temporary immobilization due to the higher C/N ratio of sunnhemp+millet. The preceding sunnhemp+millet treatment resulted in a larger maize yield than sunnhemp alone, when no N-fertilizer was applied. This effect was not observed when N-fertilizer was added. This effect may be due to a more timely N release, compared to sunnhemp and millet alone, when available N is required for maize. Nitrogen budgets showed that 15% and 10% in maize grain N was recovered from BNF for sunnhemp alone and sunnhemp+millet respectively. The recovery of N-BNF by maize was 65% higher after sunnhemp+millet than after sunnhemp monocrop

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

Green manure incorporation timing for organically grown broccoli

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do momento da incorporação de mucuna-cinza (Stizolobium cinereum) (AV) sobre a produtividade e o teor de N do brócolis orgânico. Foram determinados o teor de N mineral no solo, a recuperação de N fixado biologicamente no brócolis e a cinética de decomposição da massa e liberação de N do AV. As parcelas foram fertilizadas com 12 Mg ha-1 de composto orgânico e receberam AV aos 0, 15, 30 e 45 dias depois do transplante. Outros tratamentos foram: composto orgânico (12 ou 25 Mg ha-1), AV, fertilizante mineral e testemunha. A decomposição do AV aumentou o teor de N mineral no solo tão rapidamente quanto o fertilizante mineral ou a aplicação de 25 Mg ha-1 de composto orgânico. A meia-vida de N no AV (24 dias) é menor que a meia-vida da massa (35 dias) e a fixação biológica contribuiu com 23,6% do N da parte aérea do brócolis. Os resultados sugerem maior sincronia entre a taxa de crescimento relativo da cultura e a liberação de N do AV, quando incorporado no início do cultivo. A incorporação do AV até 15 dias depois do transplante substitui 50% da dose de composto sem perda de produtividade.The objective of this work was to determine the effect of incorporation timing of the velvet bean (Stizolobium cinereum) (GM) on both organic broccoli yield and N status. Mineral N content in the soil, biologically fixed N recovery by broccoli, GM biomass decomposition and N release kinetics were also determined. Plots were fertilized with 12 Mg ha-1 of organic compost and received GM either at 0, 15, 30 or 45 days after transplant. Other treatments were compost (12 or 25 Mg ha-1), GM, mineral fertilizers and control (no fertilizer). The data were collected in four completely randomized blocks. GM decomposition increased mineral N content in soil as rapidly as mineral fertilizer or the supply of 25 Mg ha-1 of compost. The N half-life in GM (24 days) is smaller than the mass half-life (35 days) and the biological fixation contributed with 23.6% of N present in the aboveground biomass of broccoli. The result suggests a higher synchrony between the crop relative growth rate and N release from the GM when incorporated at crop early growth stage. The incorporation of GM until 15 days after transplanting replaces 50% of the highest compost dose, without yield loss

Dynamics of nitrogen in the soil-plant system of a bean (Phaseolus vulgaris, L.) crop

O presente trabalho foi desenvolvido num solo Oxic Paleudalf (Terra Roxa Estruturada), localizado no campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba. Seu objetivo foi o de estudar a dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta da cultura do feijão (Phaseolus vulgaris, L.), cultivar carioca. Para isto, aplicou-se sulfato de amônio na dose de 42 kg N/ha, altamente enriquecido em 15N (56,111% de átomos de 15N), a fim de seguir o caminhamento do N no perfil do solo e dentro da planta, em cinco épocas de desenvolvimento da cultura (6; 25; 46; 66 e 86 dias após a germinação). Os efeitos dos tratamentos (adubação nitrogenada e épocas de amostragem) foram analisados estatisticamente, de acordo com o desempenho completamente ao acaso, com três repetições, em todos os parâmetros avaliados. Na planta avaliou-se a produção de matéria seca e o nitrogênio proveniente do solo e do fertilizante, acumulados de diferentes órgãos (raízes, ramos + folhas e vagens), nas diferentes épocas de amostragem. No solo avaliou-se o nitrogênio total e o proveniente do fertilizante, nas diferentes camadas do perfil, nas cinco épocas do desenvolvimento da cultura. Para estudar a mobilidade do nitrogênio na fase líquida do solo, instalaram-se 12 amostradores da solução do solo, distribuídos nas profundidades de 45, 75, 105 e 135 cm. Todos estes aparelhos foram enterrados a 20 cm da superfície do solo, antes da implantação da cultura. As análises da composição isotópica do nitrogênio foram feitas empregando-se um espectrômetro de massa Atlas Variant, modelo CH-4. Pelos resultados obtidos, concluiu-se que: a) a adubação nitrogenadas aumentou significativamente a produção da parte aérea (ramos + folhas) (22%), de vagens (209%) e de grãos (427,28%) do feijoeiro; b) a adubação nitrogenada aumentou significativamente a quantidade de nitrogênio absorvida pelas vagens (183,9%) e grãos (412,65%) da cultura; c) o acúmulo de matéria seca total e de nitrogênio absorvido aumentou significativamente em cada época de desenvolvimento da cultura, sendo este acúmulo sensivelmente maior no período desenvolvimento das vagens (66 D.A.G.); d) na colheita, as quantidades totais de nitrogênio extraído pela cultura foram de 81,40 kg N/ha na testemunha e 128,10 kg N/ha no tratamento adubado com N, sendo exportadas com os grãos 16,4% e 53,46% respectivamente; e) a adubação nitrogenada com (NH4)2SO4 favoreceu a assimilação de cálcio e cobre pela planta; estes elementos limitaram o crescimento e absorção de nitrogênio na testemunha, sendo o nitrogênio nativo não limitante à cultura; f) a porcentagem de nitrogênio na planta proveniente do fertilizante variou sensivelmente (p = 0,05) entre as épocas de desenvolvimento das plantas, mas não variou (p = 0,05) dentro de cada época em todos os órgãos avaliados da cultura; g) a porcentagem máxima de nitrogênio na planta proveniente do fertilizante, 27,33% (31,87 kgN/ha), e a eficiência máxima de utilização do fertilizante nitrogenado, 75,88% ocorreram aos 66 D.A.G., coincidindo com o estádio de maior desenvolvimento das vagens; h) a quantidade de nitrogênio nos grãos proveniente do fertilizante foi de 16,338 kg/ha, sendo sua eficiência de utilização de 38,90%; i) a variação (p = 0,05) das quantidades de nitrogênio contidas no perfil do solo foi sensivelmente maior que a das extraídas pelas plantas, durante o desenvolvimento da cultura; j) ao final da cultura, ficaram no solo 9,174 kg/ha (21,84%) do nitrogênio proveniente do fertilizante, com efeito residual, sendo mais que de 86% ficaram acumulados nas camadas superficiais (0-45 cm) do perfil do solo; l) na solução do solo, a concentração média do N total e a proveniente do fertilizante diminuíram marcadamente com a profundidade do solo, sendo que no limite inferior do perfil (105/135 cm) a concentração de N total (15 ppm) e a do N proveniente do fertilizante (0,048 ppm) foram muito baixas; m) pelo uso de um adubo altamente enriquecido em 15N (56,111%), pôde-se contabilizar um máximo de 96,29% da quantidade de nitrogênio fornecida ao sistema solo-planta.This work was conducted in a Oxic Paleudalf (Terra Roxa Estruturada) soil located at campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba (SP), Brazil. Its objective was to stude the dynâmics of nitrogen in the soil-plant system of a bean (Phaseolus vulgaris, L.) crop, variety carioca. For this, ammonium sulfate, highly enriched with 15N (56,111 Atom % 15N), was applied at levels 0 and 42 kg N.ha-1, in order to follow the N movement in the soil profile and within the plant, in five periods (6; 25; 46; 66 and 86 days after germination) of the crop period. In the plant, dry matter yield and nitrogen derived in roots, branches + leaves and pods, in the five periods. In the soil, determinations of total N and nitrogen derived from fertilizer were maade in five soil layers os soil profile also in the five periods. In order to study the mobility of N in liquid phase of soil, 12 soil solution extractors were installed in the depths of 45, 75, 105 e 135 cm. All the instruments were buried 20 cm bellow the soil surfasse several days before sowing. Isotope composition analyses were made by means of a mass spectrometer Variant, model CH-4. From the results, the following conclusions could be obtained: a) nitrogen fertilization increased significantly the aereal part (branches + leaves) yield (22%), the pod yield (209%) and the grain yield (427,28%) of bean crop; b) nitrogen fertilization also increased significantly the amount of N absorbed by pods (183,9%) and grains (412,65%) of the crop; c) the amounts of total dry matter and N absorbed increased significantly in each period of the cropping period, being markedly higher in the pod formation period (66 days after germinatio); d) at the harvest, total amounts of N extracted by the crop were of 128,10 kg N/ha-1 in the nitrogen treatment 81.40 kg N.ha-1 in the control, being exported with grains 53,46% and respectively; e) ammonium sulfate fertilization facilitated the assimilation by the plant of calcium and copper from soil; these elements limited the plant growth and the N absorption in the control (the native nitrogen was not limitative for the crop); f) the porcentage of nitrogen in the plant derived from fertilizer varied markedly (p = 0,05) between periods of the cropping period, but did not vary (p = 0,05) in each period for all plant organs studied; g) the maximum percentage of N in the plant derived from fertilizer (27,33%) and the maximum N fertilizer use efficiency (75,88%) occurred 66 days after germination; h) the amount of N in graisn derived from fertilizer was 16.34 kg/ha-1 and its use efficiency 38.90%; i) the nitrogen amount variation in the soil profile was markedly higher than the variation of the N amount extracted by plants, during cropping period; j) at the end of cropping period 9.17 kg/ha-1 of N derived from fertilizer remained in the soil as residual effect, mainly (86%) in the soil surface layer (0-45 cm); k) the mean concentration of total N and N derived from fertilizer in soil solution decreased markedly with soil depth, being very small (15 a 0.0448 ppm, respectively) at depth 105/135 cm; l) by using fertilizer highly enriched in 15N (56,111 Atom % 15N) it was possible to count a maximum of 96.29% of the N amount furnished to the soil-plant system