MATTOS, M. L. T.

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 Documentos 216Pelotas, RS2007ISSN 1806-9193Dezembro, 2007Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaCentro de Pesquisa Agropecuária de Clima TemperadoMinistério da Agricultura, Pecuária e AbastecimentoCarbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesEditor TécnicoMaria Laura Turino MattosExemplares desta publicação podem ser adquiridos na:Embrapa Clima TemperadoEndereço: BR 392, km 78Caixa Postal 403, CEP 96001-970 - Pelotas, RSFone: (53) 3275 8199Fax: (53) 3275 8219 - 3275 8221Home page: www.cpact.embrapa.brE-mail: sac@cpact.embrapa.brComitê de Publicações da UnidadePresidente: Walkyria Bueno ScivittaroSecretária-Executiva: Joseane M. Lopes GarciaMembros: Cláudio Alberto Souza da Silva, Lígia Margareth Cantarelli Pegora-ro, Isabel Helena Vernetti Azambuja, Cláudio José da Silva Freire, Luís Antônio Suita de Castro, Sadi Macedo Sapper, Regina das Graças V. dos Santos  Suplentes: Daniela Lopes Leite e Luís Eduardo Corrêa AntunesRevisor de texto: Sadi Macedo SapperNormalização bibliográfica: Regina das Graças Vasconcelos dos SantosFotos internas e da capa: Maria Laura Turino MattosEditoração eletrônica: Oscar CastroFotos da capa: Maria Laura Turino MattosArte da capa: Miguel Ângelo (estagiário)1ª edição1ª impressão 2007: 100 exemplaresTodos os direitos reservadosA reprodução não-autorizada desta publicação, no todo ou em parte, constitui violação dos direitos autorais (Lei no 9.610).Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdes / Maria Laura Turino Mattos ... [ et al.].  -- Pelotas: Embrapa Clima Temperado, 2004.       18 p. -- (Embrapa Clima Temperado. Documentos, 216).       ISSN 1516-8840      Arroz irrigado - Agricultura orgânica - Solo -  Adubo verde. I. Mattos, Maria Laura. II. Série.                                             CDD 633.18AutorMaria Laura Turino MattosEng. Agrôn., Dra.Embrapa Clima TemperadoCaixa Postal, 40396001-970 – Pelotas, RS(mattos@cpact.embrapa.br)Ieda Maria Baade dos SantosEng. Agrôn., MSc.Bolsista FapegCaixa Postal, 40396001-970 – Pelotas, RSJosé Carlos Leite ReisEng. Agrôn., MSc.Embrapa Clima TemperadoCaixa Postal, 40396001-970 – Pelotas, RS(reis@cpact.embrapa.br)José Francisco da Silva MartinsEng. Agrôn., MSc.Embrapa Clima TemperadoCaixa Postal, 40396001-970 – Pelotas, RS(martins@cpact.embrapa.br)Walkyria Bueno ScivittaroEng. Agrôn., MSc.Embrapa Clima TemperadoCaixa Postal, 40396001-970 – Pelotas, RS(wbscivit@cpact.embrapa.br)ApresentaçãoOs sistemas de produção orgânica de grãos, em especial do arroz irrigado por inundação, apontam para um novo cenário brasileiro com a regulamentação da Lei n0 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que dispõe sobre a agricultura orgânica, onde as atividades pertinentes ao desenvolvimento de sistemas de produção orgânicos ficam disciplinadas pelo Decreto n0 6.323, de 27 de dezembro de 2007, sem prejuízo do cumprimento das demais normas que estabeleçam outras  medidas relativas à qualidade dos produtos e processos. Neste contexto, a qualidade do solo deve ser monitorada por meio de indicadores sensíveis, tais como, o carbono e o nitrogênio da biomassa microbiana, sendo capazes de medir alterações decorrentes das práticas de manejo utilizadas em busca de alternativas para substituição dos insumos químicos.Os resultados de pesquisa apresentados nesta publicação são parte integrante de um projeto de Cooperação Técnica entre a Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (EPAGRI) por meio da Estação Experimental de Itajaí (SC), Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) por meio das Unidades Descentralizadas –  Embrapa Clima Temperado , e a Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI) por meio do Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do MAR, denominado de “Sistema de Produção Orgânica de Arroz Irrigado”, aprovado no fundo competitivo PRODETAB (Projeto Chefe-GeralEmbrapa Clima TemperadoJoão Carlos Costa Gomesde Apoio ao Desenvolvimento de Tecnologia Agropecuária para o Brasil: Edital 01/2001). O objetivo do projeto foi desenvolver tecnologias que aumentem a sustentabilidade da orizicultura irrigada, por meio da eliminação do uso de agroquímicos, visando à preservação da saúde dos produtores e consumidores, bem como do meio ambiente.SumárioCarbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdes ...Introdução ..........................................................................Metodologia .......................................................................Resultados e Discussão .....................................................Conclusão ...........................................................................Agradecimentos .................................................................Referências .........................................................................991113171718Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesMaria Laura Turino MattosIntroduçãoEm sistemas de produção orgânica, fatores de produção biofísicos estão intimamente relacionados com os fatores socioeconômicos e institucionais. O termo orgânico refere-se a métodos de produção e processamento de alimentos que conservem e/ou preservem os recursos naturais.Na prática, arroz orgânico deve ser produzido e processado sem o uso de agrotóxicos e fertilizantes sintéticos. Métodos biorracionais devem ser usados para o controle de pragas. O sistema de cultivo deve incluir a rotação de culturas, o uso de coberturas verdes como fertilizante, uma densidade de sementes e um manejo da água de irrigação, voltados ao controle de plantas daninhas e outras pragas. Restos culturais e outros resíduos da produção orgânica são muito importantes para este sistema, sendo recomendável sua incorporação no solo.Leguminosas de inverno, fosfato natural reativo e sulfato de potássio, fontes nutrientes liberados pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) para a produção 10Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdesorgânica de produtos vegetais, são supridores de N, P e K, respectivamente, à cultura do arroz irrigado, podendo substituir de forma satisfatória as fontes minerais utilizadas no sistema químico de produção. Os menores teores de nutrientes porventura detectados no arroz produzido no sistema orgânico, comparativamente ao químico, devem-se principalmente, à limitação no crescimento das plantas, decorrente da competição com plantas daninhas. O nitrogênio é o principal nutriente limitante à produção orgânica de arroz, requerendo maior atenção quanto à seleção de fontes e ao manejo para a nutrição adequada das plantas. O uso de leguminosas de inverno, como adubos verdes, desponta como uma fonte alternativa de N bastante atrativa para este sistema, contribuindo com quantidades superiores a 100 kg ha-1 do elemento, em geral mais elevadas do que às fornecidas usualmente pelos fertilizantes minerais empregados no sistema químico. É fundamental, porém, para o sucesso da adubação verde, a seleção de espécies adaptadas ao cultivo em áreas de várzea, durante o inverno. As espécies usadas como adubos verdes apresentam, ainda, vantagens adicionais como a manutenção do solo coberto durante o outono-inverno, evitando sua degradação química, física e biológica, efeito inibitório sobre invasoras, reduzindo ocorrência destas no cultivo de verão. Produtividades satisfatórias de arroz irrigado, em sistema orgânico estabelecido em sucessão aos trevos persa e alexandrino, foram obtidos, o que indica o potencial de uso dessas espécies como fonte de N para o arroz irrigado (Scivittaro et al., 2004). Para o monitoramento da qualidade do solo, é necessário definir atributos inerentes ao mesmo, que sejam sensíveis ao manejo e de fácil determinação. Desta forma, foram propostos indicadores de qualidade, compreendendo um conjunto mínimo de variáveis (propriedades, processos e características) químicas, físicas e biológicas que, quando acompanhadas ao longo do tempo, são capazes de detectar alterações na sua 11Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdesqualidade em função das recomendações conservacionistas (Santana & Bahia, 1999).As análises biológicas e bioquímicas do solo, tais como a taxa de respiração e a diversidade da biomassa microbiana, são indicadores sensíveis para monitorar as alterações ambientais nos sistemas de produção orgânica e química de arroz irrigado. Neste boletim, apresentam-se os resultados de pesquisa que determinaram o carbono e o nitrogênio da biomassa e a atividade microbiana em um PLANOSSOLO HIDROMÓRFICO Eutrófico típico manejado com diferentes adubos verdes, no inverno, como fonte de nitrogênio para o arroz irrigado no sistema orgânico.MetodologiaÁrea ExperimentalO experimento foi realizado na safra agrícola 2003/04, na Estação Experimental Terras Baixas da Embrapa Clima Temperado, localizada no município do Capão do Leão, RS. TratamentosOs tratamentos compreenderam cinco leguminosas de inverno em cultivo solteiro [trevo branco (Trifolium repens) (1); trevo alexandrino (T. alexandrinum) (2); cornichão El Rincón (Lotus subbiflorus) (3); cornichão São Gabriel (L. corniculatus) (4); trevo persa (T. resupinatum) (5) e a consorciação de trevo branco com cornichão São Gabriel (6). Para fins de comparação, incluiu-se um tratamento referência: sistema orgânico com omissão de fonte de N (controle = C). PlantioA semeadura do arroz, cultivar BRS Pelota, foi realizada em sistema convencional de preparo do solo. A adubação de 12Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdessemeadura consistiu na aplicação de 70 kg ha-1 de fosfato natural reativo (Dawi) e 140 kg -1   sulfato de potássio. AmostragemAmostras compostas de solo foram coletadas, em novembro de 2003, na profundidade de 0-10 cm, para uso nas análises microbiológicas, após a incorporação dos adubos verdes,. As amostras foram transportadas em caixa de isopor com gelo ao laboratório, onde parte da amostra foi destinada à determinação da biomassa C e N, sendo conservada em geladeira até o momento da análise. O restante da amostra foi utilizado imediatamente para a avaliação da atividade microbiana. Procedimentos AnalíticosO carbono da biomassa microbiana (Cmic) foi determinado pelo método descrito por Vance et al. (1987). O  nitrogênio da biomassa microbiana (Nmic) foi determinado pelo método semi-micro Kjedahl, descrito por Tedesco et al. (1995). A atividade microbiana (CO2) foi determinada pelo método de Stotzky (1965), quantificando o dióxido de carbono (CO2) liberado durante 168 h de incubação, expresso em mg de C-CO2 kg de solo-1.  Os dados do quociente metabólico, que representam a quantidade de CO2 liberada por unidade de biomassa microbiana, em determinado período de tempo, foram obtidos pela razão entre a atividade microbiana e Cmic. Também foram obtidas as relações entre a biomassa microbiana e o carbono orgânico total, pela razão entre o Cmic e o carbono total, e a biomassa microbiana e o nitrogênio microbiano, pela razão entre o Cmic e o Nmic.13Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesResultados e DiscussãoA consorciação L. corniculatus + T. repens apresentou maior Cmic, diferindo significativamente dos demais tratamentos. Os valores de Nmic dos tratamentos controle e da consorciação entre trevo-branco e cornichão São Gabriel foram semelhantes entre si e superiores ao dos demais tratamentos (Quadro 1). Antes da incorporação dos adubos verdes ao solo, os tratamentos L. corniculatus e a consorciação apresentaram maior atividade microbiana, diferindo significativamente dos demais tratamentos (Figura 3). Não houve diferenças significativas entre o controle, Trifolium repens, Lotus subbiflorus e T. resupinatum, enquanto que o T. alexandrinum diferiu de todos os tratamentos, apresentando a menor atividade microbiana (38,0 mg CO2 kg-1 de solo 168h-1). Após a incorporação dos adubos verdes todos os tratamentos apresentaram um aumento da atividade microbiana (Figura 1), sendo que, a quantidade acumulada (168 h de incubação) de C-CO2 evoluído foi maior no tratamento com consorciação de espécies de leguminosas. Odum (1969) ressalta que à medida que uma determinada biomassa microbiana se torna mais eficiente, menor quantidade de carbono é perdido como CO2 pela respiração e uma maior proporção de carbono é incorporada ao tecido microbiano. Insam (1990) citado por Balota et al. (1998) cita que o tipo de manejo do solo pode selecionar uma população microbiana mais eficiente, que, por sua vez, apresente uma menor perda de carbono via respiração, sendo isto importante na manutenção do teor de carbono do solo. Os valores de CO2 evoluído variaram de 8,63 a 22,44 mg kg–1 dia –1 de CO2 do solo, resultados estes em acordo com os obtidos por Insam et al. (1991), citado por (Balota et al., 1998) que, ao analisar amostras provenientes de solos cultivados com uma mesma cultura por até 77 anos, observaram que a atividade microbiana apresentava uma variação de 8,4 a 33,6 mg kg–1 dia -1 de CO2 no solo. Em solo coletado nos pampas argentinos, esta variação foi de 3,3 a 34.4 mg kg–1 dia -1de CO2 no solo (Alvarez et al., 1995 citado por Balota et al., 1998). 14Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesQuadro 1. Biomassa microbiana (Cmic), nitrogênio microbiano (Nmic) e atividade microbiana [CO2, carbono total (Ctotal) e quociente metabólito (qCO2)], após a incorporação dos adubos verdes, em novembro de 2003, e relações entre Cmic:Nmic e Cmic:Ctotal em solo de manejado no sistema orgânico de arroz irrigado. Estação Experimental Terras Baixas, Embrapa Clima temperado, Capão do Leão, RS. 2007.Médias seguidas de mesma letra, nas colunas, não diferem significativamente  pelo teste de Duncan a 5%.15Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesFigura 1. Teores de C-CO2 liberados antes e após a incorporação dos adubos verdes, de solo cultivado com arroz irrigado orgânico. Controle (C); Trifolium repens (1); T. alexandrinum (2); Lotus subbiflorus (3); L. corniculatus (4); T. resupinatum (5); Consorciação (6). Médias seguidas de mesma letra, nas colunas, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%. Estação Experimental Terras Baixas, Embrapa Clima temperado, Capão do Leão, RS. 2007.O quociente metabólico foi maior no solo que recebeu T. repens (7,9931-3), diferindo significativamente do controle, de T. risupinatum e da consorciação. Para Insam & Domsch (1988) citados por Balota et al. (1998), a respiração microbiana por unidade de biomassa microbiana diminui em sistemas mais estáveis. Por outro lado, a incorporação de resíduos de culturas ao solo aumenta o qCO2 (Ocio & Brookes, 1990 citado por Balota et al., 1998). A relação Cmic/Nmic foi maior (19,0 mg) para L. subflorus, diferindo dos demais tratamentos. A consorciação apresentou os maiores valores da relação Cmic:Ctotal, diferindo dos demais tratamentos. Lotus corniculatus diferiu significativamente do controle, enquanto que os menores 16Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos Verdesvalores da relação Cmic:Ctotal foram verificados nos tratamentos controle, T. alexandrinum e Lotus subbiflorus (Quadro 1). A relação Cmic:Ctotal, também denominada de “quociente microbiano”, tem sido considerada como boa indicadora das alterações dos processos no solo (Anderson & Domsch, 1989, citados por Balota et al., 1998). Desta forma, a consorciação foi o tratamento que expressou o maior acúmulo de C do solo, indicado pelo incremento na biomassa microbiana, na atividade microbiana e baixo qCO2, mostrando-se boa opção de manejo do solo para o sistema de produção de arroz irrigado orgânico. Resultados diferenciados poderão ocorrer com a continuidade dessas práticas de manejo do solo.Figura 2. Parcelas experimentais cultivadas com as forrageiras de inverno (A = Trevo branco; B = Trevo persa;    C = Cornichão; D = Visão geral da área experimental) no sistema de produção orgânica de arroz irrigado. Estação Experimental Terras Baixas, Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. 2007. Fotos: Maria Laura Turino Mattos17Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesFigura 3. Incorporação das forrageiras de inverno nas parcelas experimentais do sistema de produção orgânica de arroz irrigado. Estação Experimental Terras Baixas, Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. 2007. Foto: Maria Laura Turino MattosConclusãoO consorcio L. corniculatus + T. repens é um tipo de manejo do solo que seleciona uma população microbiana mais eficiente, proporcionando um maior acumulo de carbono de biomassa microbiana e uma menor perda de carbono via respiração, devendo o seu uso ser recomendado para o sistema de rotação da cultura de arroz irrigado.AgradecimentosAo PRODETAB (Projeto de Apoio ao Desenvolvimento de Tecnologia Agropecuária para o Brasil: Edital 01/2001) pelo apoio financeiro.18Carbono e Nitrogênio da Biomassa e Atividade Microbiana em um Solo Cultivado com Arroz Irrigado Orgânico e Manejado com Diferentes Adubos VerdesReferências BALOTA, E.L.; COLOZZI-FILHO,A; ANDRADE, D.S.; HUNGRIA, M. Biomassa microbiana e sua atividade em solos sob diferentes sistemas de preparo e sucessão de culturas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 22, p. 641-649, 1998.ODUM, E.P. The strategy of ecosystem development. Science, Washington, v.164, p. 262-270, 1969.SANTANA, D.P.; BAHIA FILHO, A.F.C. Indicadores da qualidade do solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 27., 1999, Brasília, DF. Anais. Brasília, DF: SBCS, 1999. 1 CD-ROMSCIVITTARO, W.B.; MATTOS, M.L.T.; MARTINS, J.F. da S. Uso de coberturas de solo como fonte de nitrogênio para sistema de produção orgânica de arroz irrigado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROECOLOGIA, 2. ; SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE AGROECOLOGIA, 5.; SEMINÁRIO ESTADUAL SOBRE AGROECOLOGIA, 6., 2004, Porto Alegre. Agrobiodiversidade: base para sociedades sustentáveis: Anais. Porto Alegre: EMATER/RS, 2004. 1 CD-ROM  STOTZKY, G. Microbial respiration. In: Black, C.A. (Ed.) Methods of soil analysis, Madison: American Society of Agronomy, 1965. v. 2, p. 1550-1572.TEDESCO, M.J.; VOLKWEISS, S.J.; BOHNEN, H. et al. Análise de solo, plantas e outros materiais. Porto Alegre: Faculdade de Agronomia. UFRGS, 1995. 215 p (UFRGS. Boletim Técnico, 5).VANCE, E.D.; BROOKES, P.C.; JANKINSON, D.S. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology and Biochemistry, Oxford, v. 19, p. 703-707, 1987.

Carbono e nitrogênio da biomassa e atividade microbiana em um solo cultivado com arroz irrigado orgânico e manejado com diferentes adubos verdes.

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Carbono e nitrogênio da biomassa e atividade microbiana em um solo cultivado com arroz irrigado orgânico e manejado com diferentes adubos verdes.

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