RESUMO
A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) vem sendo cultivada no Brasil para produção de açúcar e agroenergia. Em seu sistema de produção, após um ciclo de 4 a 8 anos, é possível a rotação com plantas de cobertura, antes do seu replantio, para melhoria do solo e geração de renda. Estudou-se a caracterização e produtividade de biomassa de leguminosas (como adubos-verdes) e girassol (Helianthus annuus L.), a ocorrência natural de micorrizas, o teor de açúcar e a produtividade em colmos da cana-de-açúcar IAC 87-3396 e a viabilidade econômica desse sistema com cultivo após as opções de rotação, com quantificação da produtividade durante três cortes consecutivos. O amendoim (Arachis hypogaea L.) cv. IAC-Caiapó, girassol cv. IAC-Uruguai e mucuna-preta (Mucuna aterrimum Piper and Tracy) foram as culturas que apresentaram maior percentagem de colonização por fungos micorrízicos. O girassol foi a planta de cobertura que mais extraiu nutrientes do solo, seguido por amendoim (Arachis hipogaea L.) cv. IAC-Tatu e feijão-mungo (Vigna radiata L. Wilczek). A colonização por fungos micorrízicos mostrou correlação positiva com a altura de plantas de cana no primeiro corte (p = 0,01 e R = 0,52), mas não se correlacionou com a produtividade de colmos ou açúcar. No primeiro corte, o girassol foi a cultura de rotação que ocasionou o maior aumento de produtividade, da ordem de 46% em colmos e de 50% na quantidade de açúcar, em comparação com a testemunha. Com exceção dos amendoins, todas as culturas em rotação aumentaram a renda líquida do sistema na média de três cortes de cana-de-açúcar.
Sugarcane (Saccharum spp.) is an important crop for sugar production and agro-energy purposes in Brazil. In the sugarcane production system after a 4- to 8-year cycle crop rotation may be used before replanting sugarcane to improve soil conditions and give an extra income. This study had the objective of characterizing the biomass and the natural colonization of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) of leguminous green manure and sunflower (Helianthus annuus L.) in rotation with sugarcane. Their effect on stalk and sugar yield of sugarcane cv. IAC 87-3396 grown subsequently was also studied. Cane yield was harvested in three subsequent cuttings. Peanut cv. IAC-Caiapó, sunflower cv. IAC-Uruguai and velvet bean (Mucuna aterrimum Piper and Tracy) were the rotational crops that resulted in the greater percentage of AMF. Sunflower was the specie that most extracted nutrients from the soil, followed by peanut cv. IAC-Tatu and mung bean (Vigna radiata L. Wilczek). The colonization with AMF had a positive correlation with sugarcane plant height, at the first cut (p = 0.01 and R = 0.52) but not with the stalk or cane yields. Sunflower was the rotational crop that brought about the greatest yield increase of the subsequent sugarcane crop: 46% increase in stalk yield and 50% in sugar yield compared with the control. Except for both peanut varieties, all rotational crops caused an increase in net income of the cropping system in the average of three sugarcane harvests.
RESUMO
A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) vem sendo cultivada no Brasil para produção de açúcar e agroenergia. Em seu sistema de produção, após um ciclo de 4 a 8 anos, é possível a rotação com plantas de cobertura, antes do seu replantio, para melhoria do solo e geração de renda. Estudou-se a caracterização e produtividade de biomassa de leguminosas (como adubos-verdes) e girassol (Helianthus annuus L.), a ocorrência natural de micorrizas, o teor de açúcar e a produtividade em colmos da cana-de-açúcar IAC 87-3396 e a viabilidade econômica desse sistema com cultivo após as opções de rotação, com quantificação da produtividade durante três cortes consecutivos. O amendoim (Arachis hypogaea L.) cv. IAC-Caiapó, girassol cv. IAC-Uruguai e mucuna-preta (Mucuna aterrimum Piper and Tracy) foram as culturas que apresentaram maior percentagem de colonização por fungos micorrízicos. O girassol foi a planta de cobertura que mais extraiu nutrientes do solo, seguido por amendoim (Arachis hipogaea L.) cv. IAC-Tatu e feijão-mungo (Vigna radiata L. Wilczek). A colonização por fungos micorrízicos mostrou correlação positiva com a altura de plantas de cana no primeiro corte (p = 0,01 e R = 0,52), mas não se correlacionou com a produtividade de colmos ou açúcar. No primeiro corte, o girassol foi a cultura de rotação que ocasionou o maior aumento de produtividade, da ordem de 46% em colmos e de 50% na quantidade de açúcar, em comparação com a testemunha. Com exceção dos amendoins, todas as culturas em rotação aumentaram a renda líquida do sistema na média de três cortes de cana-de-açúcar.
Sugarcane (Saccharum spp.) is an important crop for sugar production and agro-energy purposes in Brazil. In the sugarcane production system after a 4- to 8-year cycle crop rotation may be used before replanting sugarcane to improve soil conditions and give an extra income. This study had the objective of characterizing the biomass and the natural colonization of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) of leguminous green manure and sunflower (Helianthus annuus L.) in rotation with sugarcane. Their effect on stalk and sugar yield of sugarcane cv. IAC 87-3396 grown subsequently was also studied. Cane yield was harvested in three subsequent cuttings. Peanut cv. IAC-Caiapó, sunflower cv. IAC-Uruguai and velvet bean (Mucuna aterrimum Piper and Tracy) were the rotational crops that resulted in the greater percentage of AMF. Sunflower was the specie that most extracted nutrients from the soil, followed by peanut cv. IAC-Tatu and mung bean (Vigna radiata L. Wilczek). The colonization with AMF had a positive correlation with sugarcane plant height, at the first cut (p = 0.01 and R = 0.52) but not with the stalk or cane yields. Sunflower was the rotational crop that brought about the greatest yield increase of the subsequent sugarcane crop: 46% increase in stalk yield and 50% in sugar yield compared with the control. Except for both peanut varieties, all rotational crops caused an increase in net income of the cropping system in the average of three sugarcane harvests.
RESUMO
Due to their nitrogen fixation potential, legumes represent an alternative for supplying nutrients, substituting or complementing mineral fertilization in cropping systems involving green manuring. The objective of this study was to evaluate the N balance in a soil-plant system involving green manures [sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and velvet bean (Mucuna aterrima Piper & Tracy)], both labeled with 15N. They were incorporated into two soils of contrasting textural classes: a clayey Eutrudox and a sandy-clayey Paleudalf, both cultivated with corn. The research was carried out in a greenhouse, using pots containing 6 kg of air dried soil, to which the equivalent to 13 Mg ha-1 dry matter of above-ground mass plus 2.7 or 2.2 Mg ha-1 of velvet bean and sunn hemp roots were incorporated, respectively, with 15N labeling of either shoots or roots. One hundred days after emergence of the corn, the velvet bean residues provided higher accumulation of N in the soil, higher absorption by corn plants and accumulation in the shoot. The green manure decomposition was more intense in the medium-textured Paleudalf. The highest nitrogen losses were also observed in this soil.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral em sistemas de cultivos envolvendo adubação verde. O objetivo deste estudo foi avaliar o balanço do N no sistema solo planta com adubos verdes crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e mucuna-preta (Mucuna aterrima Piper & Tracy), marcadas com 15N, incorporadas em dois solos de diferentes classes texturais: Latossolo Vermelho eutroférrico textura argilosa, A moderado (LVef) e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico textura arenosa/média, A moderado (PVAd), e cultivados com milho. O trabalho foi desenvolvido em casa-de-vegetação, em vasos contendo 6 kg de terra aos quais foi incorporado o equivalente a 13 Mg ha-1 de massa seca da parte aérea e 2,7 ou 2,2 Mg ha-1 de raízes de mucuna-preta e de crotalária júncea, respectivamente. A marcação com 15N foi efetuada ou nas raízes ou na parte aérea. Cem dias após emergência do milho, a incorporação de mucuna-preta aos solos proporcionou maior acúmulo de nitrogênio no solo, maior absorção do elemento pelas plantas de milho e sua acumulação na parte aérea. A decomposição da parte aérea e raízes dos adubos verdes foi mais intensa no solo de textura média (PVAd). Neste solo, também, foram observadas as maiores perdas de nitrogênio.
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Due to their nitrogen fixation potential, legumes represent an alternative for supplying nutrients, substituting or complementing mineral fertilization in cropping systems involving green manuring. The objective of this study was to evaluate the N balance in a soil-plant system involving green manures [sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and velvet bean (Mucuna aterrima Piper & Tracy)], both labeled with 15N. They were incorporated into two soils of contrasting textural classes: a clayey Eutrudox and a sandy-clayey Paleudalf, both cultivated with corn. The research was carried out in a greenhouse, using pots containing 6 kg of air dried soil, to which the equivalent to 13 Mg ha-1 dry matter of above-ground mass plus 2.7 or 2.2 Mg ha-1 of velvet bean and sunn hemp roots were incorporated, respectively, with 15N labeling of either shoots or roots. One hundred days after emergence of the corn, the velvet bean residues provided higher accumulation of N in the soil, higher absorption by corn plants and accumulation in the shoot. The green manure decomposition was more intense in the medium-textured Paleudalf. The highest nitrogen losses were also observed in this soil.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral em sistemas de cultivos envolvendo adubação verde. O objetivo deste estudo foi avaliar o balanço do N no sistema solo planta com adubos verdes crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e mucuna-preta (Mucuna aterrima Piper & Tracy), marcadas com 15N, incorporadas em dois solos de diferentes classes texturais: Latossolo Vermelho eutroférrico textura argilosa, A moderado (LVef) e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico textura arenosa/média, A moderado (PVAd), e cultivados com milho. O trabalho foi desenvolvido em casa-de-vegetação, em vasos contendo 6 kg de terra aos quais foi incorporado o equivalente a 13 Mg ha-1 de massa seca da parte aérea e 2,7 ou 2,2 Mg ha-1 de raízes de mucuna-preta e de crotalária júncea, respectivamente. A marcação com 15N foi efetuada ou nas raízes ou na parte aérea. Cem dias após emergência do milho, a incorporação de mucuna-preta aos solos proporcionou maior acúmulo de nitrogênio no solo, maior absorção do elemento pelas plantas de milho e sua acumulação na parte aérea. A decomposição da parte aérea e raízes dos adubos verdes foi mais intensa no solo de textura média (PVAd). Neste solo, também, foram observadas as maiores perdas de nitrogênio.
RESUMO
Given their potential for biological nitrogen fixation, legumes used as green manure are an alternative source of nitrogen to crops, and can supplement or even replace mineral nitrogen fertilization. The utilization of nitrogen by sugarcane (Saccharum spp.) fertilized with sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and ammonium sulphate (AS) was evaluated using the 15N tracer technique. Amounts of 195.8 kg and 70 kg N per hectare, respectively, of sunn hemp and AS were added in the following treatments: without green manure and without AS; without green manure, with AS -15N; with green manure-15N and with AS; with green manure-15N, without AS; with green manure and with AS-15N. Four samples from the leaves +3 were collected and 2 m of the sugar cane row were harvested to estimate crop yield. The results for N contents (g kg-1), isotopic abundance of N (atoms % 15N) in leaf +3 samples, and sugarcane productivity were used to calculate cumulative N, nitrogen in the plant derived from the fertilizer-Ndff (% and kg ha-1), as well as percent recovery of fertilizer N (R%). Sugarcane was analysed and pol and total recovered sugar calculated. The highest Ndff percentages were observed eight months after sugarcane planting for treatments containing green manure without mineral N, and green manure with mineral N, at 15.3 and 18.4%, respectively. The best nitrogen recovery was observed during harvest, 18 months after planting; the treatment containing mineral fertilizer showed 34.4% recovery, while the sum between mineral N plus green manure N showed 40.0%. Treatments containing green manure plus mineral N changed soil attributes, by increasing Ca and Mg contents, sum of bases, pH, and base saturation, and decreasing potential acidity. In the plant, those treatments increased Ca and K contents.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas adubos verdes representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral nitrogenada. Estudou-se o aproveitamento do nitrogênio pela cana-de-açúcar (Saccharum spp.) fertilizada com crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e sulfato de amônio (SA), marcados com 15N. Foram adicionados 195,8 kg e 70 kg de N por hectare, respectivamente, de crotalária júncea e SA, nos seguintes tratamentos: testemunha, sem adubação verde e sem SA; sem adubo verde, com SA-15N; com adubo verde-15N e com SA; com adubo verde-15N, e sem SA; com adubo verde e com SA-15N. Foram feitas quatro amostragens de folhas +3 e colhidas plantas de 2 m de linha da cultura para estimativa da produtividade. Com os resultados dos teores de N (g kg-1) e da abundância isotópica de N (% em átomos de 15N) das amostras de folhas +3 e da produtividade da cana-de-açúcar, foram calculados o N-acumulado, nitrogênio na planta proveniente do fertilizante-NPPF (% e kg ha-1), e a recuperação percentual do N do fertilizante (%R). Foram realizadas análises tecnológicas da cana e calculados o pol (%) e açúcares totais recuperados. As maiores porcentagens de NPPF foram encontradas após oito meses de plantio da cana para os tratamentos com adubo verde sem N-mineral e adubo verde com N-mineral, respectivamente 15,3 e 18,4%. A maior recuperação do nitrogênio foi encontrada na colheita, dezoito meses após o plantio, sendo que o tratamento com fertilizante mineral apresentou 34,4% e na soma N-mineral mais N-adubo verde apresentou 40,0%. Os tratamentos com adubo verde mais N-mineral alteraram atributos do solo e da planta, promovendo aumento nos teores de Ca e Mg, soma de bases e saturação de bases e pH, com declínio na acidez potencial no solo, bem como aumento nos teores de Ca e K na parte aérea.
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Given their potential for biological nitrogen fixation, legumes used as green manure are an alternative source of nitrogen to crops, and can supplement or even replace mineral nitrogen fertilization. The utilization of nitrogen by sugarcane (Saccharum spp.) fertilized with sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and ammonium sulphate (AS) was evaluated using the 15N tracer technique. Amounts of 195.8 kg and 70 kg N per hectare, respectively, of sunn hemp and AS were added in the following treatments: without green manure and without AS; without green manure, with AS -15N; with green manure-15N and with AS; with green manure-15N, without AS; with green manure and with AS-15N. Four samples from the leaves +3 were collected and 2 m of the sugar cane row were harvested to estimate crop yield. The results for N contents (g kg-1), isotopic abundance of N (atoms % 15N) in leaf +3 samples, and sugarcane productivity were used to calculate cumulative N, nitrogen in the plant derived from the fertilizer-Ndff (% and kg ha-1), as well as percent recovery of fertilizer N (R%). Sugarcane was analysed and pol and total recovered sugar calculated. The highest Ndff percentages were observed eight months after sugarcane planting for treatments containing green manure without mineral N, and green manure with mineral N, at 15.3 and 18.4%, respectively. The best nitrogen recovery was observed during harvest, 18 months after planting; the treatment containing mineral fertilizer showed 34.4% recovery, while the sum between mineral N plus green manure N showed 40.0%. Treatments containing green manure plus mineral N changed soil attributes, by increasing Ca and Mg contents, sum of bases, pH, and base saturation, and decreasing potential acidity. In the plant, those treatments increased Ca and K contents.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas adubos verdes representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral nitrogenada. Estudou-se o aproveitamento do nitrogênio pela cana-de-açúcar (Saccharum spp.) fertilizada com crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e sulfato de amônio (SA), marcados com 15N. Foram adicionados 195,8 kg e 70 kg de N por hectare, respectivamente, de crotalária júncea e SA, nos seguintes tratamentos: testemunha, sem adubação verde e sem SA; sem adubo verde, com SA-15N; com adubo verde-15N e com SA; com adubo verde-15N, e sem SA; com adubo verde e com SA-15N. Foram feitas quatro amostragens de folhas +3 e colhidas plantas de 2 m de linha da cultura para estimativa da produtividade. Com os resultados dos teores de N (g kg-1) e da abundância isotópica de N (% em átomos de 15N) das amostras de folhas +3 e da produtividade da cana-de-açúcar, foram calculados o N-acumulado, nitrogênio na planta proveniente do fertilizante-NPPF (% e kg ha-1), e a recuperação percentual do N do fertilizante (%R). Foram realizadas análises tecnológicas da cana e calculados o pol (%) e açúcares totais recuperados. As maiores porcentagens de NPPF foram encontradas após oito meses de plantio da cana para os tratamentos com adubo verde sem N-mineral e adubo verde com N-mineral, respectivamente 15,3 e 18,4%. A maior recuperação do nitrogênio foi encontrada na colheita, dezoito meses após o plantio, sendo que o tratamento com fertilizante mineral apresentou 34,4% e na soma N-mineral mais N-adubo verde apresentou 40,0%. Os tratamentos com adubo verde mais N-mineral alteraram atributos do solo e da planta, promovendo aumento nos teores de Ca e Mg, soma de bases e saturação de bases e pH, com declínio na acidez potencial no solo, bem como aumento nos teores de Ca e K na parte aérea.