Fate of nitrogen (15N) from velvet bean in the soil-plant system

Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio (N), as leguminosas representam uma alternativa ao suprimento do nutriente para as culturas, substituindo ou complementando a adubação mineral. Desenvolveu-se, sob condições semi-controladas, utilizando-se de metodologia de diluição isotópica, um experimento para determinar o padrão temporal de liberação de nitrogênio da mucuna-preta (Mucuna aterrima) e estudar a dinâmica do N contido nesse adubo verde no sistema solo-planta. O estudo compreendeu um tratamento testemunha e dez períodos de incubação do solo com mucuna-preta marcada com 15N (zero, 20, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 210 e 240 dias). O material vegetal utilizado foi picado, peneirado (peneira com abertura de malha de 10 mm) e seco em estufa. A incubação do material vegetal, na dose de 2,2 g kg-1 de solo, foi iniciada pelo período mais longo, possibilitando coincidir o plantio da cultura teste, arroz (Oryza sativa), para todos os tratamentos, no tempo zero. A incorporação de mucuna-preta promoveu aumento da produção de matéria seca e da absorção de N pelas plantas de arroz. Os valores máximos para essas variáveis foram proporcionados pelos períodos de incubação de 38 e 169 dias, respectivamente. O máximo aproveitamento de N da mucuna-preta pelo arroz correspondeu ao período de incubação de 151 dias. Mais de 60% do N do adubo verde permaneceram no solo após a colheita do arroz. A recuperação máxima de N da mucuna-preta no sistema solo-planta correspondeu a um período de incubação de 77 dias.Because of their potential for N2 biological fixation, legumes are an alternative source of nitrogen to crops, and can even replace or supplement mineral fertilization. A greenhouse experiment was carried out to evaluate temporal patterns of velvet bean (Mucuna aterrima) green manure release of nitrogen to rice plants, and to study the fate of nitrogen from velvet bean in rice cultivation. The isotopic dilution methodology was used. Treatments consisted of a control and 10 incubation periods of soil fertilized with 15N-labeled velvet bean (0, 20, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 210, and 240 days). The plant material was previously chopped, sifted (10 mm mesh sieve) and oven-dried (65ºC). Incubation of the plant material (2.2 g kg-1 soil) was initiated by the longest period, in order to synchronize the planting of the test crop, rice (Oryza sativa), at time zero for all treatments. Green manure incorporation promoted increases in rice dry matter yield and nitrogen uptake. These variables showed maximum values at incubation periods of 38 and 169 days, respectively. Green manure nitrogen utilization by rice plants was highest at an incubation period corresponding to 151 days. More than 60% of the green manure nitrogen remained in the soil after rice cultivation. The highest green manure nitrogen recovery from the soil-plant system occurred at an incubation period equivalent to 77 days

Abundância de 15N em frações protéicas de feijão fertilizado com (15NH4)2SO4

Studies evaluating the protein nutritive value of beans labelled with 15N, ussing nitrogen balance and the quantitation of faecal and urinary endogenous nitrogen, determined by isotopic dilution, have been extensively used. The objective of this research was to verify if the isotopic labelling of raw, freeze dried beans (Phaseolus vulgaris L., cultivar Piratã 1) with 1.394 atoms%15N, resulted in the same abundance of the whole flour and of the protein fractions extracted from the beans with 0.5 mol L-1 NaCl. The isotopic abundance found in the whole bean flour, in the protein extract, in the globulin and albumin fractions were respectively: 1.394 ± 0.011; 1.403 ± 0.012; 1.399 ± 0.007 and 1.399 ± 0.028 atoms % of 15N, presenting no difference (P >; 0.05). However, a difference was found (P ; 0,05). Entretanto, foi encontrada diferença (P < 0,05) entre as referidas abundâncias e aquela encontrada nas proteínas que permaneceram no resíduo da extração, que foi 0,969 ± 0,084 átomos de 15N. Uma vez que as marcações isotópicas não diferiram, pôde-se inferir que os índices de valor nutritivo de proteínas, como a digestibilidade ou valor biológico, determinados por balanço de nitrogênio e corrigidos por diluição isotópica, não serão afetados pela extração das proteínas do feijão com NaCl 0,5 mol L-1. No caso das proteínas residuais ou mesmo de farinhas integrais, estes índices podem apresentar valores incorretos, visto que a abundância de 15N das proteínas residuais foi menor

Abundância de 15N em frações protéicas de feijão fertilizado com (15NH4)2SO4

Studies evaluating the protein nutritive value of beans labelled with 15N, ussing nitrogen balance and the quantitation of faecal and urinary endogenous nitrogen, determined by isotopic dilution, have been extensively used. The objective of this research was to verify if the isotopic labelling of raw, freeze dried beans (Phaseolus vulgaris L., cultivar Piratã 1) with 1.394 atoms%15N, resulted in the same abundance of the whole flour and of the protein fractions extracted from the beans with 0.5 mol L-1 NaCl. The isotopic abundance found in the whole bean flour, in the protein extract, in the globulin and albumin fractions were respectively: 1.394 ± 0.011; 1.403 ± 0.012; 1.399 ± 0.007 and 1.399 ± 0.028 atoms % of 15N, presenting no difference (P > 0.05). However, a difference was found (P 0,05). Entretanto, foi encontrada diferença (P < 0,05) entre as referidas abundâncias e aquela encontrada nas proteínas que permaneceram no resíduo da extração, que foi 0,969 ± 0,084 átomos de 15N. Uma vez que as marcações isotópicas não diferiram, pôde-se inferir que os índices de valor nutritivo de proteínas, como a digestibilidade ou valor biológico, determinados por balanço de nitrogênio e corrigidos por diluição isotópica, não serão afetados pela extração das proteínas do feijão com NaCl 0,5 mol L-1. No caso das proteínas residuais ou mesmo de farinhas integrais, estes índices podem apresentar valores incorretos, visto que a abundância de 15N das proteínas residuais foi menor.77778

Recovery of nitrogen from ammonium sulfate and nitrate by corn crop in no-tillage system

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das épocas de parcelamento do nitrogênio suplementar à semeadura, nas concentrações foliares e na produtividade de grãos do milho, cultivado após dois anos de soja, e quantificar a recuperação do nitrogênio do fertilizante, pela técnica da diluição isotópica (15N). Os tratamentos constaram da aplicação de 70 kg ha-1 de nitrogênio, como dose suplementar à adubação de semeadura do milho em épocas distintas: na semeadura da aveia-preta; oito dias antes da semeadura do milho; em cobertura, quando as plantas tinham quatro a cinco folhas; e em cobertura quando as plantas tinham sete a oito folhas. Não há diferença para as concentrações foliares e produtividade de grãos, quando se aplica nitrogênio suplementar à adubação de semeadura ou não, independentemente da época de aplicação, após o cultivo de soja por dois anos, em área de sistema semeadura direta. A recuperação do nitrogênio é superior no compartimento planta inteira, quando aplicado em cobertura, em relação à aplicação em pré-semeadura. O parcelamento do nitrogênio em cobertura não melhora a recuperação do fertilizante em relação a uma única aplicação.The objective of this work was to evaluate the influence of different timing of nitrogen split application during corn crop seeding, on nutrient concentration of leaves and on corn yield, after two years of soybean cultivation; and to quantify the recovery of nitrogen fertilizer using the isotopic dilution technique (15N). Treatments consisted of 70 kg ha-1 nitrogen application at corn crop seeding in distinct times: during seeding of oat, before corn seeding (8 days), at corn broadcasting (4–5 leaves), and at corn broadcasting (7–8 leaves). There is no difference for leaf nutrient concentrations and productivity of corn, after nitrogen supplementation at corn crop seeding, independently of application timing, after two years of soybean cultivation in no-tillage system. Nitrogen recovery is higher in the compartment plant, when applied in coverage, compared to the applied before corn seeding. The split application of nitrogen in coverage does not improve the recovery of fertilizer in a single application

Utilization of nitrogen from corn plant residues and green manures by corn

A qualidade dos resíduos vegetais de culturas comerciais e adubos verdes influencia a taxa de mineralização/imobilização de N e o respectivo aproveitamento desse nutriente pelas subseqüentes culturas. Com o objetivo de avaliar a utilização do N mineralizado da parte aérea e do sistema radicular da crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) e da palha de milho, marcados com 15N, realizou-se um estudo, em casa de vegetação, no Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP, Piracicaba (SP), em vasos com 5 kg de solo de um Latossolo Vermelho distroférrico. Foram utilizados seis tratamentos e quatro repetições, dispostos num delineamento inteiramente casualizado, compreendendo: T1 = palha de milho-15N (parte aérea, exceto os grãos) (80 mg kg-1 de N no solo); T2 = raiz de milheto-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T3 = parte aérea de milheto-15N (80 mg kg-1 de N no solo); T4 = raiz de crotalária-15N (30 mg kg-1 de N no solo); T5 = parte aérea de crotalária-15N (80 mg kg-1 de N no solo) e T6 = tratamento sem adição de fonte orgânica de N. Para os tratamentos que receberam raiz marcada com 15N, adicionou-se parte aérea sem marcação isotópica na mesma quantidade que naqueles que receberam parte aérea marcada, e vice-versa. As raízes foram incorporadas ao solo e a parte aérea adicionada sobre a superfície. Para avaliar absorção de N da palha de milho-15N (7,35 Mg ha-1, equivalente a 56 kg ha-1 de N) pela cultura do milho, realizou-se também um experimento de campo, na mesma área em que foi coletado solo para o experimento de casa de vegetação. A quantidade de N no milho proveniente da crotalária (111,80 mg vaso-1 N ) foi superior à do milheto (30,98 mg vaso-1 N ), que foi superior à da palha de milho (11,80 mg vaso-1N ). A crotalária proporcionou maior absorção de N e produtividade de matéria seca ao milho. O aproveitamento pelo milho do N da parte aérea da crotalária foi superior ao do N do sistema radicular, mas não houve diferença para o N do milheto. A absorção do N dos restos culturais de milho pela cultura do milho, no campo, foi de 4,1 % da quantidade inicial.The quality of commercial crop residues and green manure influences the N mineralization-immobilization rate and the respective use by subsequent crops. With the objective of evaluating N utilization by corn of N from the shoot and root system of sunnhemp (Crotolaria juncea) and millet (Pennicetum americanum) and corn straw, labeled with 15N, a green house experiment was carried out at the Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), Piracicaba, S. Paulo, Brazil, in 5 kg pots with dystroferric Red Latosol in a completely randomized design, with four replications and the following six treatments: T1 = 15N labeled corn straw (above ground part, except grains) (80 mg kg-1 N in soil); T2 = 15N labeled millet root (30 mg kg-1 in soil); T3 = 15N labeled millet shoot (80 mg kg-1 N in soil); T4 = 15N labeled sunnhemp root (30 mg kg-1 N in soil); T5 = 15N labeled sunnhemp shoot (80 mg kg-1 N in soil) and T6 = treatment without addition of organic N source. In the treatments with 15N labeled root application, unlabeled shoot at the same amount added as in those where labeled shoot was applied, and vice-versa. The roots were incorporated into the soil and shoots left on the surface. To evaluate N absorption from 15N corn straw (7.35 Mg ha-1, equivalent to 56 kg ha-1 N) by corn crop, a field experiment was carried out, in the same area where the soil for the green house experiment had been collected. The amount of corn N derived from sunnhemp (111.80 mg pot-1 N) was higher than from millet (30.98 mg pot-1 N), which in turn higher was than from corn plant residues (11.80 mg pot-1 N). Sunnhemp resulted in highest nitrogen absorption and dry matter weight of the corn crop. The corn utilized more N from sunnhemp shoot than from roots, but there was no difference in N derived from millet. The N absorption of corn from corn straw was 4.1 % of the initial amount in the field experiment

Manejo de nitrogênio no milho sob plantio direto com diferentes plantas de cobertura, em Latossolo Vermelho

The objective of this work was to evaluate the best rate and time for N application, and N utilization using urea-15N, by corn crop grown under no-tillage system, in succession to sun hemp (Crotalaria juncea L.), millet (Pennisetum americanum) and to the spontaneous vegetation (fallow ground), in a Rhodic Hapludox soil in Cerrrado. The experimental design was randomized complete blocks, with 24 treatments and four replications, in an incomplete factorial 3x3x2 + 6: three N rates (80, 130 and 180 kg ha-1 N); three preceding cover crops (sun hemp, millet and fallow ground); two N application time (four leaves or eight leaves stage); and six additional treatments (three without N application and three that received 30 kg ha-1 N at seeding). The corn grown in succession to sun hemp provided higher amount of N derived from fertilizer, N utilization efficiency and grain yield. Application of N to corn four leaves stage provides higher grain yield, compared to the application to eight leaves stage, in succession to millet.O objetivo deste trabalho foi definir a melhor dose e época de aplicação, e a eficiência de utilização do N, utilizando-se uréia marcada com 15N, pelo milho cultivado sob plantio direto, em sucessão à crotalária (Crotalaria juncea), ao milheto (Pennisetum americanum) e à vegetação espontânea (pousio), em um Latossolo Vermelho no Cerrado. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com 24 tratamentos e quatro repetições, em esquema fatorial incompleto, 3x3x2 + 6: três doses de N (80, 130 e 180 kg ha-1); três sistemas de cobertura do solo (crotalária, milheto e pousio); duas épocas de aplicação do N (estádio quatro ou oito folhas); e seis tratamentos adicionais (três sem aplicação de N e três que receberam 30 kg ha-1 de N na semeadura). O cultivo do milho em sucessão à crotalária proporciona maior quantidade na planta e aproveitamento pela planta do N proveniente do fertilizante e maior produtividade de grãos. A aplicação do N ao milho com quatro folhas proporciona maior produtividade de grãos, comparada à aplicação com oito folhas, quando em sucessão ao milheto

Transformations of nitrogen from velvet bean and urea used as fertilizers in corn crop

A associação de adubos verdes a fertilizantes minerais, como fonte de N para as culturas, visa à racionalização no uso das fontes minerais, sem prescindir de produtividades elevadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica do N proveniente de adubos verde e mineral, aplicados de forma exclusiva ou combinada, na cultura do milho. Os tratamentos constituíram-se de mucuna-preta marcada com 15N (113,5 kg ha-1 de N), uréia marcada com 15N (50 e 100 kg ha-1 de N) e as possíveis combinações de mucuna-preta e uréia, marcadas ou não com 15N. Utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições. O milho foi semeado após a incorporação do adubo verde ao solo, parcelando-se a aplicação da uréia na semeadura e em cobertura. O aproveitamento do N da uréia pelo milho (43% em média) foi maior que o da mucuna-preta (12% em média), evidenciando superioridade da uréia como fonte de N para o milho. A quantidade de N, que permaneceu no solo após o cultivo do milho, proveniente da mucuna-preta (em média 50%) foi superior a da uréia (em média 33%). A recuperação média de N da mucuna-preta no sistema solo-planta foi de 61%, ao passo que a da uréia foi de 76%; o restante foi perdido no sistema. A combinação com o adubo verde favorece a recuperação de N da uréia no sistema solo-planta.The use of green manure's along with mineral fertilizers as crop N source is a promising management technic, that aims to make the use of mineral sources more efficient, without yield losses. The objective of this work was to evaluate the dynamics of N from velvet bean green manure and urea, applied sole or combined, to corn crop. The treatments were: 15N labeled velvet bean (113.5 kg ha-1 of N); 15N labeled urea (50 and 100 kg ha-1 of N); and the combinations of velvet bean and urea labeled or not with 15N. The experimental design was a randomized block with seven treatments and four replicates. Corn was sown 15 days after green manure incorporation to the soil. Urea was applied to the corn crop at sowing and side-dressed. Urea N recovery by corn (43%) was greater than that of green manure (12%), evidencing the superiority of urea as N source for corn crop. More N from velvet bean green manure (50%), comparing to urea (33%), remained in soil after corn cultivation. Urea N recovery in the soil-plant system (76%) surpassed that of green manure (61%). The remainder N was lost from the soil-plant system. The combination with green manure benefits urea N recuperation in the soil-plant system

Nitrogen fertilization management and nitrogen (15N) utilization by corn crop in Red Latosol

O N é o nutriente absorvido em maior quantidade pelo milho, o que mais influencia a produtividade de grãos e o de manejo mais complexo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses e parcelamentos de N, na forma de uréia 15N, sobre a produtividade de grãos, o aproveitamento do N do fertilizante e a quantidade de N nativo do solo absorvida pelo milho em um Latossolo Vermelho. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com nove tratamentos e quatro repetições, compreendido de cinco doses de N: 0, 55, 95, 135 e 175 kg ha-1 de N, aplicando-se 15 kg na semeadura e o restante em diferentes estratégias de parcelamentos: 40 e 80 kg ha-1 no estádio de oito folhas ou &frac12; no estádio de quatro folhas + &frac12; no estádio de oito folhas; 120 kg ha-1 fracionados em &frac12; + &frac12; ou ¹/3 + ¹/3 + ¹/3 no estádio de quatro, oito ou 12 folhas; e 160 kg ha-1 parcelados em &frac14; + ³/8 + ³/8 ou &frac14; + &frac14; + &frac14; + &frac14; no estádio de quatro, oito, 12 folhas ou de florescimento e polinização. O aproveitamento do N do fertilizante pelo milho foi, em média, de 39 % e o solo foi a principal fonte do nutriente para a cultura. A aplicação de 135 kg ha-1 de N parcelados em três vezes, até o estádio de oito folhas, proporcionou maior aproveitamento do N do fertilizante (52 %) e maior produtividade de grãos.Nitrogen is the nutrient that is most absorbed by corn crop, influences grain yield most, and requires the most complex management. The objective of this work was to evaluate the effect of nitrogen (urea 15N) rate and split-applications, on grain yield, N fertilizer utilization and amount of soil native N absorbed by corn crop in a Red Latosol. The experiment was arranged in a randomized complete block design, with nine treatments and four replications, represented by five N rates: 0, 55, 95, 135 and 175 kg ha-1 N, 15 kg of N applied at sowing, and the remaining amount in different split-applications: 40 and 80 kg ha-1 applied in single rates in the 8-leaf stage or half in the 4-leaf stage + half in the 8-leaf stage; 120 kg ha-1 split in 1/2 + 1/2 or 1/3 + 1/3 + 1/3 in the 4, 8 or 12-leaf stage; 160 kg ha-1 split in 1/4 + 3/8 + 3/8 or 1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/4 in the 4, 8, 12-leaf stages or at flowering and pollination. The N fertilizer use by corn was, on average, 39 %, and the soil was the main source of the nutrient for the crop. With three split applications of 135 kg ha-1 N, until 8 leaves, the N fertilizer use is most efficient (52 %) and the grain yield highest.International Atomic Energy Agenc

Fitomassa de raízes e da parte aérea da cana-de-açúcar relacionada à adubação nitrogenada de plantio

This work evaluated the root and shoot sugarcane (Saccharum spp.) development in plant cane cycle, related to nitrogen (N) rates applied at planting. Two experiments were carried out using randomized block designs, one in a Typic Eutrustox and other in an Arenic Kandiustults. Treatments were a control without N, and 40, 80 and 120 kg ha-1 N applied in furrow at planting, with four replicates. The root and shoot masses were evaluated in three periods (October 2005, February 2006 and June/July 2006). Shoots were collected in 2 m of furrow, and the roots were collected using a probe (internal diameter of 0.055 m) until 0.6 m depth. The nitrogen fertilization at planting increased the development of cane roots and shoots in Typic Eutrustox. However, there was no growth increase of sugarcane roots and shoots in the Arenic Kandiustults where a large amount of organic N from cultural residues had been incorporated into the soil. The phase of larger root development of one and half year old plant cane was from October to February, with decrease of the root mass from February to July.O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento de raízes e da parte aérea da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), no ciclo cana-planta, em resposta à aplicação de nitrogênio (N) no sulco de plantio. Dois experimentos, um em Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico e outro em Latossolo Vermelho distrófico, foram realizados em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições, com um tratamento sem N (controle) e os tratamentos com 40, 80 e 120 kg ha-1 de N na forma de ureia, aplicados no sulco de plantio. A massa de raízes e da parte aérea foi quantificada em três épocas (outubro de 2005, fevereiro de 2006 e em junho/julho de 2006). A  parte aérea foi coletada em 2 m da linha, e as raízes foram coletadas com uma sonda de 0,055 m de diâmetro interno, até 0,6 m de profundidade. A adubação nitrogenada de plantio incrementou o crescimento de raízes e da parte aérea da cana-de-açúcar no Latossolo Vermelho-Amarelo. Entretanto, não houve incremento desse crescimento no Latossolo Vermelho onde grande quantidade de N orgânico foi incorporada ao solo por meio de resíduos culturais. A fase de maior desenvolvimento de raízes, em cana-planta de ano e meio, foi de outubro a fevereiro, com diminuição da massa de raízes de fevereiro a julho

Aproveitamento do Boro (10B) proveniente do fertilizante pela cana-de-açúcar

The response to B in agricultural systems of sugar cane is still an unexplored issue; B application has however recently been widely publicized and used with a certain degree of frequency. The use of 10B-labeled fertilizers may further contribute to clarify this practice. With the objective of evaluating sugar cane use of B (10B) derived from fertilizer (boric acid), an experiment was conducted under field conditions in the 2005/2006 growing season. The experiment consisted of the installation of microplots (2 x 1.5 m) where 4 kg ha-1 B (boric acid with 85.95 % in 10B atoms) dissolved in water was applied 90 days after planting (May 2005). The solution was applied to the soil on both sides of the plant row at a distance of 20 cm. After harvest (June 2006) the B content and 10B abundance in % atoms in all parts of the sugar cane plants (stalks, dry leaves, tips and roots) were determined. Results showed that the total B accumulated was 471 g ha-1 in the entire plant (35 % in the stalks, 22 % in the dry leaves, 9 % in the tips and 34 % in the roots). The sugar cane plants used on average 14 % of the total accumulated B in the above-ground part (44 g ha-1) and 11 % in the roots (19 g ha-1), totaling 13 % in the entire plant (63 g ha-1). The recovery of 10B-fertilizer by sugar cane plants was low, around 2 % of the total applied amount.No agrossistema da cana-de-açúcar a resposta à aplicação de B é ainda uma questão não esclarecida, porém é um procedimento que vem sendo utilizado com certa frequência. O uso de fertilizantes marcados com 10B pode auxiliar no entendimento dessa prática. Com o objetivo de avaliar o aproveitamento do B (10B) proveniente do fertilizante (ácido bórico) pela cana-de-açúcar, realizou-se um experimento em campo, na safra de 2005/2006, que consistiu na instalação de microparcelas (2 m de comprimento por 1,5 de largura), que, após 90 dias do plantio (maio de 2005), receberam 4 kg ha-1 de B (ácido bórico com 85,95 % em átomos de 10B) dissolvidos em água. A solução foi aplicada ao solo nos dois lados da linha de plantio, a uma distância de 20 cm. Após a colheita (junho de 2006), foram determinados o teor de B e a abundância de 10B em átomos % em todas as partes das plantas de cana-de-açúcar (colmos, folhas secas, ponteiros e raízes). Os resultados mostraram que o acúmulo total de B foi de 471 g ha-1, e, dessa quantidade, 35 % estavam nos colmos, 22 % nas folhas secas, 9 % nos ponteiros e 34 % nas raízes. O aproveitamento do 10B-fertilizante pela cana-de-açúcar representou em média 14 % do boro total acumulado na parte aérea (44 g ha-1), 11 % nas raízes (19 g ha-1) e 13 % na planta inteira (63 g ha-1). A recuperação do 10B-fertilizante pela cana-planta foi baixa, em torno de 2 % do total aplicado