Levantamento da FBN.bitstream/CNPAB-2010/27414/1/doc144.pd

ALVES, B. J. R.

BODDEY, R. M.

COELHO, C. H. M.

POLIDORO, J. C.

QUESADA, D. M.

RESENDE, A. S. de

URQUIAGA, S.

XAVIER, R. P.

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                                                                                                         ISSN 1517-8498Dezembro/20010Levantamento da contribuição da fixação biológica denitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar no BrasilEmpresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaAgrobiologiaMinistério da Agricultura, Pecuária  e AbastecimentoDocumentosNúmero, 144República Federativa do BrasilPresidenteFernando Henrique CardosoMinistério da Agricultura, Pecuária e AbastecimentoMinistroMarcus Vinícius Pratini de MoraesEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EmbrapaDiretor PresidenteAlberto Duque PortugalDiretoresBonifácio Hideyuki NakasuDante Daniel Giacomelli ScolariJosé Roberto Rodrigues PeresEmbrapa AgrobiologiaChefe GeralMaria Cristina Prata NevesChefe Adjunto de Pesquisa e DesenvolvimentoJosé Ivo BaldaniChefe Adjunto AdministrativoValéria Luiza Pereira Magalhães da SilvaDOCUMENTO  Nº 144     ISSN1517-8498Dezembro/2001Levantamento da contribuição da fixação biológica denitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar no BrasilJosé Carlos PolidoroAlexander S. de ResendeDiego Mureb QuesadaRogério P. XavierCelso H. M. CoelhoBruno J. R. AlvesRobert M. BoddeySegundo UrquiagaSeropédica – RJ2001Exemplares desta publicação podem ser solicitadas à:Embrapa  AgrobiologiaBR465 – km 47Caixa Postal 7450523851-970  SeropédicaRio de Janeiro, BrazilTelefone: (0xx21) 2682-1500Fax: (0xx21) 2682-1230e-mail: sac@cnpab.embrapa.brExpediente:Revisor e/ou ad hoc: Marcelo Grandi TeixeiraNormalização Bibliográfica/Confecção/Padronização: Dorimar dos Santos FelixTiragem: 50 exemplaresComitê de Publicações: José Ivo Baldani (Presidente)       José Antonio Ramos Pereira                                       Marcelo Grandi Teixeira       Robert Michael Boddey                                       Segundo Sacramento Urquiaga Caballero                                       Verônica Massena Reis       Dorimar dos Santos Felix (Bibliotecária)POLIDORO, J. C.; RESENDE A. S.; QUESADA, D. M.; XAVIER, R .P.; COELHO, C.H. M.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. Levantamento dacontribuição da fixação biológica de nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar no Brasil. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, dez. 2001. 8p. (EmbrapaAgrobiologia. Documentos, 144).ISSN 1517-84981. Cana de açúcar. 2. Fixação biológica de nitrogênio. I. Resende, A. S., colab. II.Quesada, D. M., colab. III. Xavier, R. P., colab. IV. Coelho, C. H. M., colab. V.Alves, B. J. R., colab. VI. Boddey, R. M., colab. VII. Urquiaga, S., colab. VIII.Embrapa. Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia (Seropédica, RJ). IX.Título. X. Série.CDD 633.61                                         S U M Á R I OIntrodução........................................................................................4Levantamento da FBN..........................................................................5Referências Bibliográficas....................................................................74Levantamento da contribuição da fixação biológica denitrogênio para a cultura da cana de açúcar no BrasilJosé Carlos Polidoro1Alexander S. de Resende2Diego M. Quesada2Rogério P. Xavier3Celso H. M. Coelho4Bruno J. R. Alves5Robert M. Boddey5Segundo Urquiaga5IntroduçãoA pesquisa sobre a fixação biológica de nitrogênio para a nutrição nitrogenada dasplantas cultivadas na agricultura brasileira tem obtido avanços importantes nas últimas duasdécadas. Exemplos destes avanços podem ser observados nas culturas da soja e da cana-de-açúcar, nas quais o conteúdo de N proveniente da FBN permite que se cultive ambas asculturas sem a aplicação de N-fertilizante, ou quando necessário, quantidades bem menoresque a extraída pela cultura, sem empobrecimento do solo deste nutriente. No entanto, existeuma carência de trabalhos com o uso de técnicas adequadas que quantifiquem a contribuiçãodo processo de FBN nas diversas culturas de plantas nas condições de áreas de produção,principalmente em culturas não leguminosas, como arroz e cana-de-açúcar. Nestas áreas, omanejo dado a cultura é, em muitos casos, diferente das condições experimentais o que podealterar a eficiência do processo de FBN. Esta quantificação é essencial para odesenvolvimento de práticas de manejo ao nível do campo que otimizem a contribuição daFBN associada a estas culturas, evitando a adoção indiscriminada de práticas de manejo dalavoura que implique em elevação da aplicação de N-fertilizante, sem comprovação científica.Das técnicas utilizadas para a estimativa da FBN associada a plantas, apenas as técnicasisotópicas apresentam capacidade de discriminar e quantificar diretamente a fonte de Nutilizada pela planta (Boddey et al., 1995), além disso,  são as que melhor se aplicam para aestimativa da FBN em culturas de plantas não leguminosas.                                                 1 Engenheiro Agrônomo,  PhD em Ciência do Solo2 Doutorando em Agronomia, UFRRJ/Embrapa Agrobiologia3 Mestrando em Agronomia, UFRRJ/Embrapa Agrobiologia4 Estudante de Agronomia, UFRRJ. Bols. Inic. Científica, PIBIC/CNPq,  Embrapa Agrobiologia5 Pesquisador III da Embrapa Agrobiologia5Levantamento da FBNUm levantamento da contribuição da FBN para a cultura da cana-de-açúcar foi feitoem áreas de produção representativas do cenário brasileiro. Foram visitadas propriedades nosestados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Pernambuco (Figura 1). Nestas áreas,retiraram-se amostras de folhas de cana-de-açúcar e de espécies espontâneas não fixadoras denitrogênio para serem usadas como testemunha para a técnica de diluição isotópica de 15N(Boddey et al., 2001).Foi observado que em cada área amostrada a estimativa da FBN para a cana-de-açúcarvariou em função do valor de d15N da espécie de planta testemunha utilizada (Quadro 1) e,mesmo  utilizando-se como plantas de diferentes espécies  eFigura 1. Posicionamento das propriedades produtoras de cana-de-açúcar amostradas (pontosem vermelho no mapa).famílias, os valores de d15N das amostras de cana-de-açúcar foram significativamentemenores que os observados nas testemunhas (p<0,001). Assim, excetuando-se a área 6, ondeos valores de d15N da cana-de-açúcar e das testemunhas não foram significativamentediferentes, em todas as outras áreas foi possível a estimativa da contribuição da FBN nanutrição nitrogenada das plantas de cana-de-açúcar nas áreas em estudo (p<0,001) (Quadro01).6Estas variações evidenciam a importância do uso do maior número de espécies deplantas testemunhas possível, pois segundo Boddey et al. (2000) as diferenças nosmecanismos de utilização do N do solo pelas plantas testemunhas, resultam em diferenças nosvalores de d15N entre as mesmas, fazendo com que a estimativa da FBN na cultura estudadatorne-se sub ou superestimada, quando se utiliza apenas um tipo de planta testemunha. Destaforma, segundo o autor, as estimativas tornam-se mais precisas quando se utiliza maiornúmero de plantas testemunhas.Utilizando-se os valores médios de d15N das plantas de cana-de-açúcar e dastestemunhas estima-se que a contribuição da FBN para a nutrição nitrogenada da cana-de-açúcar no Brasil variou, nas condições de estudo de 0 a 60%, com média de 32%. Estavariação entre as diferentes lavouras pode estar relacionada com o ge ótipo da variedade dacana-de-açúcar e, principalmente das condições da fertilidade do solo, uma vez que a grandediscrepância entre a estimativa da FBN na variedade SP 80-1842 no estado de São Paulo eMinas Gerais (áreas 4 e 6 quadro 01, respectivamente) indicam que o manejo cultural, como aadubação nitrogenada, irrigação e a variedade cultivada, pode afetar de forma expressiva oprocesso de FBN nesta cultura.Os resultados observados nestes estudos demonstram que o uso da técnica deabundância natural de 15N (delta 15N) foi sensível e mostrou-se adequada para a quantificaçãoda contribuição da FBN na cultura da cana-de-açúcar no cultivada no Brasil, e possivelmenteem outros sistemas agrícolas cuja lavoura não receba aplicação de elevadas doses de N-fertilizante. Contanto, a estratégia de utilização de plantas de ocorrência natural na lavouraque não apresentam evidências científicas de receberem contribuições do processo de FBNpara a sua nutrição nitrogenada provavelmente é a melhor estratégia para quantificar o valordo d15N disponível no solo para as plantas, sendo imprescindível o uso do maior e maisdiverso número de espécies e famílias botânicas, principalmente da família Gramineae, excetoo gênero Brachiaria por ter apresentado neste estudo, potencial para receber contribuiçõessignificativas da FBN nas lavouras estudadas, confirmando os resultados observados p rBoddey & Victoria (1986) para este gênero de planta.A aplicação de N-mineral nas lavouras possivelmente não inviabiliza a aplicação datécnica de delta 15N na estimativa da FBN associada à cultura da cana-de-açúcar, visto quenão houve evidência de sup restimativas deste processo nas lavouras avaliadas, bem como ovalor de d15N apresentado tanto pelas plantas testemunhas como a cana-de-açúcar foram7significativamente influenciados pela MOS. Entretanto, aplicações de elevadas doses de N,em lavouras onde as plantas apresentem elevada eficiência na recuperação do N-fertilizante,poderia inviabilizar a aplicação da técnica, primeiramente pelo baixo valor do d15N no N-fertilizante (~0%o) que seria uma fonte de N confundida com o N proveniente do processo deFBN, que poderia superestimar a contribuição da FBN, e também pelo efeito inibitório sobreo processo de FBN nas bactérias associadas às plantas ocasionadas pelo N-miner l abs rvidoaplicado ao solo e absorvido pelas plantas.As variedades comerciais de cana-de-açúcar RB 72454 e SP 801842 apresentaramelevado potencial para a FBN nas lavouras amostradas, no entanto, o manejo da fertilidade dosolo e a nutrição das plantas apresentaram tendência de influenciar na magnitude dacontribuição, sendo necessário o monitoramento do estado nutricional das plantas,principalmente micronutrientes, pois os mesmos, em via de regra, não são aplicados naslavouras comerciais da cultura da cana-de-açúcar. Dentre os micronutrientes a limitação nanutrição molíbdica pode ser a mais importante pelo seu papel nos processos envolvidos nanutrição nitrogenada das plantas de cana-de-açúcar.Referências BibliográficasBODDEY, R. M.; VICTORIA, R. L. Estimation of biological nitrogen-fixation associatedwith Brachiaria and Paspalum grasses using 15N labelled organic matter and fertilizer. Plantand Soil, Dordrecht, v. 90, p. 265-294, 1986.BODDEY, R. M.; REZENDE, C. D. P.; PEREIRA, J. M.; CANTARUTTI, R. B.; ALVES, B.J. R.; FERREIRA, E.; RICHTER, M.; CADISCH, G.; URQUIAGA, S. The nitrogen cycle inpure grass and grass/legume pastures: Evaluation of pasture sustainability. In: FAO/IAEA.Nuclear Techniques in Soil-Plant Studies for Sustainable Agriculture andEnvironmental Preservation. Vienna, Austria, 1995. p. 307-309.BODDEY, R. M.; PEOPLES, M. B.; PALMER, B.; DART, P. Use of the 15N naturalabundance technique to quantify biological nitrogen fixation by woody perennials. NutrientCycling in Agroecosystems, v. 57, p. 235-270. 2000.8BODDEY, R. M.; POLIDORO, J. C.; RESENDE, A. S.; ALVES, B. J. R.; URQUIAGA, S.Use of  delta 15N thecnique to estimation of biological nitrogen fixation in grasses and cereals.Australian Journal of Plant Physiology, Beltsville, v. 28, p. 889-895, 2001.9Quadro 01 – Estimativa da FBN na cultura da cana-de-açúcar em diferentes regiões do Brasilpelo uso da técnica de delta 15N (d 15N).USINA/MUNICÍPIO/ ESTADO VARIEDADE/CICLOCULTURALESPÉCIE TESTEMUNHA d15N (%O) FBN (%)São José/Macatuba/SP SP-801842 / 2o Soca - 6,80±0,23 -Sonchus espontaneum 9,17±0,30 25,9*Amaranthus sp. 12,92±0,07 47,4*Erechites heracifolia 7,2±0,22 5,6nsSão  José/Macatuba/SP RB-72454  - Planta - 5,24±0,37 -Eragrotis pilosa 7,59±0,69 31,0*Sida rhobifolia 7,86±0,97 33,3*São  José/Macatuba/SP RB-72454  - 2a Soca - 3,59±0,07 -Emilia Sonchifolia 6,10±0,46 41,2*Panicum maximum 5,35±0,32 32,9*São  José/Macatuba/SP SP 801842 – Planta 3,34±0,12 -Partenium histerophorus 7,22±1,02 53,7*Lepdium virginicum 6,13±1,24 45,5*Panicum maximum 11,08±0,21 69,9*Melinus minutifolia 11,79±0,06 71,7*Sítio Pedreira/Oratórios/MG RB-867515 – Planta - 5,20±0,97 -Sida rhobifolia 8,60±0,03 39,5*Melinus minutifolia 7,57±0,06 31,3*Eleusine indica 7,66±0,05 32,1*Emilia Sonchifolia 7,11±0,02 26,9*Sítio Pedreira- /Oratórios/MG SP-801842 –Planta - 8,87±0,07 -Lepdium virginium 7,90±0,06 -12,3nsBidens pilosa 8,20±0,03 -8,1nsUFRRJ – Campos/RJ CB 45-3 – 1a Soca - 5,33±0,22Sidrastum sp. 7,85±0,03 32,0*UFRRJ – Campos/RJ RB 72-454 - 1a Soca 5,34±0,24Acamthopurpureum australe 7,96±1,07 32,9*Bidens pilosa 8,06±0,27 33,8*Croton lobatus 9,82±0,14 45,6*Commelina benghalensis 6,90±0,33 22,6*Sida rhombifolia 8,02±0,07 33,4*Usina Barcelos/Campos/RJ RB 74-454 - 7,07±0,19Eclipta alba 9,85±0,001 28,2*Nd 9,63±0,22 26,6*Usina Cruangi/Timbaúba/PE RB 78-4764 - 1a Soca - 6,20±0,56Panicum maximum 7,88±0,05 21,3*Brachiaria mutica 9,31±0,21 24,1*Capim achó 12,82±0,05 51,6*Usina Cruangi/Timbaúba/PE RB 83-102 –1a Soca - 13,20±1,36Monordica charantia 26,48±0,12 49,1*Valores calculados apenas quando houve diferença significativa  entre o d15N-cana-d açúcar e d15N-planta testemunha, pelo teste “t” até 5%de probabilidade.NS : Não houve diferença significativa entre os valores de d15N, pelo teste “t”

Levantamento da contribuição da fixação biológica de nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar no Brasil.

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