Diffuse reflectance spectroscopy for estimating soil organic carbon and make nitrogen recommendations

Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) has the potential to predict soil organic carbon (SOC). However, it is still little used as a matter of routine in soil laboratories in Brazil. The objective of this study was to make evaluations as to whether SOC predicted by spectral techniques can replace measurement by routine chemical methods with no loss in quality and be applied in the recommendation of nitrogen fertilizer as well as identifying the best prediction strategies to use. A data set containing 2,471 samples from six soil spectral libraries (SSL) was used to develop spectroscopic models for SOC content prediction, including consideration of sample stratification and preprocessing techniques. The SOC was quantified through the analytical-chemical methods of wet combustion with determination by titration, designated as the reference method (REM), and colorimeter, designated as the routine method (ROM in an independent data set). SOC contents predicted by the spectral analysis method (SAM) were compared to the REM and ROM results, converted to soil organic matter (SOM) and used for N recommendations. The best estimate for SOM content using the SAM was achieved through stratification of the SSL and application of the standard normal variate (SNV) preprocessing. The SOC predicted by spectral techniques proved capable of replacing the SOC measured by routine chemical methods with no loss of quality and supported by an appropriate nitrogen fertilizer recommendation, provided the models met the conditions and possessed the characteristics of the samples to be analyzed.

Diffuse reflectance spectroscopy for estimating soil organic carbon and make nitrogen recommendations

Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) has the potential to predict soil organic carbon (SOC). However, it is still little used as a matter of routine in soil laboratories in Brazil. The objective of this study was to make evaluations as to whether SOC predicted by spectral techniques can replace measurement by routine chemical methods with no loss in quality and be applied in the recommendation of nitrogen fertilizer as well as identifying the best prediction strategies to use. A data set containing 2,471 samples from six soil spectral libraries (SSL) was used to develop spectroscopic models for SOC content prediction, including consideration of sample stratification and preprocessing techniques. The SOC was quantified through the analytical-chemical methods of wet combustion with determination by titration, designated as the reference method (REM), and colorimeter, designated as the routine method (ROM in an independent data set). SOC contents predicted by the spectral analysis method (SAM) were compared to the REM and ROM results, converted to soil organic matter (SOM) and used for N recommendations. The best estimate for SOM content using the SAM was achieved through stratification of the SSL and application of the standard normal variate (SNV) preprocessing. The SOC predicted by spectral techniques proved capable of replacing the SOC measured by routine chemical methods with no loss of quality and supported by an appropriate nitrogen fertilizer recommendation, provided the models met the conditions and possessed the characteristics of the samples to be analyzed.(AU)

Prediction of soil organic matter and clay contents by near-infrared spectroscopy - NIRS / Predição dos teores de matéria orgânica e argila do solo por espectroscopia no infravermelho próximo - NIRS

Among the soil constituents, special attention is given to soil organic matter (SOM) and clay contents, since, among other aspects, they are key factors to nutrient retention and soil aggregates formation, which directly affect the crop production potential. The methods commonly used for the quantification of these constituents have some disadvantages, such as the use of chemical reactants and waste generation. An alternative to these methods is the near-infrared spectroscopy (NIRS) technique. The aim of this research is to evaluate models for SOM and clay quantification in soil samples using spectral data by NIRS. A set (n = 400) of soil samples previously analyzed by traditional methods were used to generate a NIRS calibration curve. The clay content was determined by the hydrometer method while SOM content was determined by sulfochromic solution. For calibration, we used the original spectra (absorbance) and spectral pretreatment (Savitzky-Golay smoothing derivative) in the following models: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) and Gaussian process regression (GPR). The curve validation was performed with the SVM model (best performance in the calibration based on R² and RMSE) in two ways: with 40 random samples from the calibration set and another set with 200 new unknown samples. The soil clay content affects the predictive ability of the calibration curve to estimate SOM content by NIRS. Validation curves showed poorer performance (lower R² and higher RMSE) when generated from unknown samples, where the model tends to overestimate the lower levels and to underestimate the higher levels of clay and SOM. Despite the potential of NIRS technique to predict these attributes, further calibration studies are still needed to use this technique in soil analysis laboratories.(AU)

Dentre os constituintes do solo, especial atenção é voltada aos teores de argila e de matéria orgânica do solo (MOS), pois, entre outros aspectos, são determinantes para retenção de nutrientes e a formação de agregados no solo, os quais afetam diretamente o potencial produtivo das culturas. Os métodos mais comumente utilizados para quantificação destes constituintes apresentam algumas desvantagens, como o uso de reagentes químicos e a geração de resíduos. Uma alternativa a estes métodos é o uso da espectroscopia no infravermelho próximo (near infrared spectroscopy - NIRS). O objetivo deste trabalho é avaliar modelos de quantificação dos teores de argila e de MOS em amostras de solo utilizando dados espectrais por meio da técnica NIRS. Foram utilizadas 400 amostras de solos com amplitude nos teores de MOS e argila para geração de uma curva de calibração. A argila foi determinada pelo método do densímetro e a MOS por meio da solução sulfocrômica. Para calibração, utilizou-se os espectros originais (absorbância) e com pré-tratamento espectral (Savitzky-Golay derivative) das 400 amostras nos seguintes modelos: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) e Gaussian process regression (GPR). A validação da curva foi realizada com o modelo que apresentou melhor desempenho na calibração (SVM) de duas maneiras: com 40 amostras aleatórias oriundas daquelas utilizadas na calibração e com outras 200 novas amostras desconhecidas. O teor de argila das amostras de solo afeta a capacidade preditiva da curva de calibração da estimativa do teor de MOS pelo NIRS. A validação das curvas apresentou pior desempenho (menor R² e maior RMSE) quando feita a partir de amostras desconhecidas, cujo modelo tende a superestimar os teores mais baixos e subestimar os teores mais elevados de argila e MOS...(AU)

Influence of summer crop residues on 15N present in organic matter fractions under two lowland soils / Influência de resíduos de culturas de verão sobre o 15 N em frações da matéria orgânica de dois solos de terras baixas

The state of Rio Grande do Sul has about 20% of the total area as lowland soils, suitable for flooded rice (Oryza sativa). In order to mitigate damage caused by rice monoculture, new crops such as sorghum (Sorghum bicolor) and soybean (Glycine max) have been cultivated in these areas. With different qualities of crop residues, it is expected a change in soil organic matter (SOM) dynamics and consequently, nitrogen (N) availability. The objective of this study was to evaluate the influence of rice, soybean and sorghum crop residues on the N present in physical fractions of SOM of two lowland soils, using labeled 15N technique, under incubation for 180 days in aerobic condition and more 180 days in anaerobic condition. At 30, 180 and 360 days of incubation the remaining N of the plant residues and N destination from the residues in both soils were quantified in the physical fractions of SOM >250 μm, 250-53 μm and <53 μm. The soil with higher amount of clay+silt received a larger quantity of 15N from residues, while flooding of the soil after 180 days caused a loss of N added to the soil by the soybean and sorghum residues. In general, larger amounts of 15N were reported in the fraction <53 μm, associated with clay minerals, throughout the incubation period. These N losses should be considered in N fertilization for the following crops in rotation with flooded rice.(AU)

O Rio Grande do Sul possui cerca de 20% da área total de solos de terras baixas, propícias para o cultivo do arroz (Oryza sativa) irrigado por inundação. Buscando mitigar danos ocasionados com o monocultivo de arroz, novas culturas, como o sorgo (Sorghum bicolor) e a soja (Glycine max), têm sido cultivadas nestas áreas. Com diferentes qualidades de resíduos culturais, espera-se uma alteração na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) e, consequentemente, do nitrogênio (N). O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de resíduos culturais de arroz, soja e sorgo na quantidade de N em frações físicas da MOS de dois solos de terras baixas, utilizando a técnica de marcação isotópica de 15N das culturas e uma incubação por um ciclo de 180 dias em condição aeróbica e mais 180 dias em condição anaeróbica. Aos 30, 180 e 360 dias de incubação foi quantificado o N remanescente dos resíduos vegetais e destino do N proveniente dos resíduos nos dois solos em frações físicas da MOS >250 μm, 250-53 μm e <53 μm. O solo com maior quantidade de argila+silte recebeu maior quantidade de 15N dos resíduos, enquanto que o alagamento do solo após 180 dias de incubação ocasionou uma perda do N adicionado ao solo pelos resíduos de soja e sorgo. De maneira geral, foram encontradas maiores quantidades de 15N na fração <53 μm, associado aos argilominerais. As perdas de N devem ser consideradas na adubação nitrogenada para as culturas sequentes nos sistemas de rotação de culturas com arroz irrigado.(AU)

Relationship between root exudation of organic carbon and physiological variables of irrigated rice cultivars / Relação entre exsudação radicular de carbono orgânico e variáveis fisiológicas de cultivares de arroz irrigado

Rhizospheric carbon resulting from root exudation is one of the substrates used by the soil microbiota, and reflects methane (CH4) emissions in anoxic environments such as irrigated rice cultivation. With the increase of the photosynthetic capacity of the plant in the reproductive period, there is greater accumulation of biomass which, in turn, increases the rate of root exudation. However, genotypic variations in the physiological aspects of rice plants may be related to the amount of root exudates. Ten cultivars of irrigated rice were evaluated for the exudation rate of total organic carbon (EXRToc), shoot dry matter (SDM), and physiological variables related to photosynthesis during the full flowering (blooming) period. Two experiments were conducted in the greenhouse of the Department of Soils of the UFSM (University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil) in a completely randomized experimental design. The cultivars presented significant differences in EXRToc, SDM, and all physiological variables as well as positive and significant correlations between EXRToc and physiological variables. Early cultivars were more inefficient in the physiological variables reflecting reduced values of EXRToc and SDM whereas medium-cycle cultivars were more efficient with larger EXRToc and SDM reflections.(AU)

O carbono rizosférico resultado da exsudação radicular é um dos substratos utilizados pela microbiota do solo, refletindo-se nas emissões de metano (CH4) em ambientes anóxicos, como no cultivo de arroz irrigado. Com o aumento da capacidade fotossintética da planta no período reprodutivo, ocorre acúmulo maior de biomassa, que por sua vez, impulsiona aumento na taxa de exsudação radicular. Entretanto, variações genotípicas nos aspectos fisiológicos das plantas de arroz podem se relacionar com a quantidade de exsudatos radiculares. Foram avaliadas dez cultivares de arroz irrigado quanto a taxa de exsudação de carbono orgânico total (TEXCOT), matéria seca da parte aérea (MSPA) e variáveis fisiológicas relacionadas com a fotossíntese no período de florescimento pleno. Dois experimentos foram conduzidos na casa de vegetação do Departamento de Solos da UFSM em delineamento experimental inteiramente casualizado. As cultivares apresentaram diferenças significativas na TEXCOT, na MSPA e em todas as variáveis fisiológicas, bem como, correlações positivas e significantes entre TEXCOT e as variáveis fisiológicas, sendo que as cultivares de ciclo precoce se mostraram mais ineficientes nas variáveis fisiológicas refletindo em valores reduzidos de TEXCOT e MSPA, enquanto que as cultivares de ciclo médio se mostraram mais eficientes com reflexos em maiores TEXCOT e MSPA.(AU)

Isotopic abundance of 13C and contribution of eucalyptus biomass to soil organic matter conversion / Abundância isotópica do 13C e contribuição da biomassa de eucalipto na conversão da matéria orgânica do solo

It has become possible to evaluate the conversion of soil organic matter (SOM) in pastures and arboreal crops due to the difference between the photosynthetic cycles of Eucalyptus (C3) and most grasses (C4). The auto analyzer method coupled to the IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer) in the present study evaluated the 13C content in soil profiles of Eucalyptus plantations of different ages (2, 10 and 21 years), in natural regeneration areas and natural grazing fields, and estimated the SOM conversion of each crop type of. The initial management of all sampled areas was natural pasture. The following profile layers were evaluated: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 and 70-90cm, and the contribution of Eucalyptus biomass over the years of farming was estimated in the SOM conversion process. After 2 years of planting Eucalyptus, the beginning of pasture carbon conversion process occurred in the surface layer (0-5cm). Ten years after planting, the process of converting organic matter by arboreal crops reached the layers up to 20cm. After 21 years of planting and in natural regeneration areas, the entire profile has already been changed by planting Eucalyptus and native tree species.

A avaliação da conversão da matéria orgânica do solo (MOS) entre pastagens e cultivos arbóreos, tornou-se possível graças a diferença entre os ciclos fotossintéticos do eucalipto (C3) e da maioria das gramíneas (C4). Com o autoanalisador acoplado ao IRMS (isotope ratio mass spectrometer) e a avaliação da abundância isotópica de 13C, o presente estudo estimou a conversão da MOS em perfis do solo sob plantio de eucaliptos de diferentes idades (2, 10 e 21 anos), em área de regeneração natural e em campo de pastagem natural. O manejo inicial de todas as áreas amostradas era de pastagem natural. Foram avaliadas as seguintes camadas do perfil: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 e 70-90cm. Assim como estimada a contribuição proveniente da biomassa de eucaliptos ao longo dos anos de cultivo no processo de conversão da MOS. Após 10 anos de plantio, o processo de conversão da matéria orgânica nos cultivos arbóreos atingiu as camadas até 20cm. Após 21 anos de plantio e na área de regeneração natural, todo o perfil já sofreu alteração pelo plantio de eucaliptos e espécies arbóreas nativas.

Isotopic abundance of 13C and contribution of eucalyptus biomass to soil organic matter conversion / Abundância isotópica do 13C e contribuição da biomassa de eucalipto na conversão da matéria orgânica do solo

It has become possible to evaluate the conversion of soil organic matter (SOM) in pastures and arboreal crops due to the difference between the photosynthetic cycles of Eucalyptus (C3) and most grasses (C4). The auto analyzer method coupled to the IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer) in the present study evaluated the 13C content in soil profiles of Eucalyptus plantations of different ages (2, 10 and 21 years), in natural regeneration areas and natural grazing fields, and estimated the SOM conversion of each crop type of. The initial management of all sampled areas was natural pasture. The following profile layers were evaluated: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 and 70-90cm, and the contribution of Eucalyptus biomass over the years of farming was estimated in the SOM conversion process. After 2 years of planting Eucalyptus, the beginning of pasture carbon conversion process occurred in the surface layer (0-5cm). Ten years after planting, the process of converting organic matter by arboreal crops reached the layers up to 20cm. After 21 years of planting and in natural regeneration areas, the entire profile has already been changed by planting Eucalyptus and native tree species.(AU)

A avaliação da conversão da matéria orgânica do solo (MOS) entre pastagens e cultivos arbóreos, tornou-se possível graças a diferença entre os ciclos fotossintéticos do eucalipto (C3) e da maioria das gramíneas (C4). Com o autoanalisador acoplado ao IRMS (isotope ratio mass spectrometer) e a avaliação da abundância isotópica de 13C, o presente estudo estimou a conversão da MOS em perfis do solo sob plantio de eucaliptos de diferentes idades (2, 10 e 21 anos), em área de regeneração natural e em campo de pastagem natural. O manejo inicial de todas as áreas amostradas era de pastagem natural. Foram avaliadas as seguintes camadas do perfil: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 e 70-90cm. Assim como estimada a contribuição proveniente da biomassa de eucaliptos ao longo dos anos de cultivo no processo de conversão da MOS. Após 10 anos de plantio, o processo de conversão da matéria orgânica nos cultivos arbóreos atingiu as camadas até 20cm. Após 21 anos de plantio e na área de regeneração natural, todo o perfil já sofreu alteração pelo plantio de eucaliptos e espécies arbóreas nativas.(AU)

Escarificação e adubação orgânica: efeito na recuperação estrutural de solo produzindo Tifton 85 / Soil chiseling and poultry litter fertilization: effects on soil structural recovery under Tifton 85 production

A produção intensiva de forrageiras para fenação aumenta os riscos de degradação física do solo e a escarificação, associada ou não com a adubação orgânica, pode ser alternativa para a recuperação estrutural desses solos. Assim, objetivou-se avaliar os efeitos da escarificação do solo, da adubação orgânica e adubação mineral, na densidade e porosidade do solo e na produtividade da Tifton 85. O experimento foi conduzido em uma área cultivada por dez anos para feno com Tifton 85. Apenas a escarificação promoveu alterações significativas nos atributos físicos do solo, principalmente na profundidade de 0,03-0,08m, mantendo-se por pelo menos nove meses. O curto período entre a escarificação e o primeiro corte para fenação prejudicou a produtividade da Tifton 85, porém não houve diferença na produtividade acumulada entre os manejos do solo ao fim de uma estação de crescimento da pastagem. A produtividade foi maior para os tratamentos com reaplicação de nitrogênio mineral em relação à testemunha, sendo que a produtividade com o uso de cama de aves foi inferior à adubação mineral no somatório dos quatro cortes da gramínea.(AU)

The intensive forage production for hay increases the risk of soil physical degradation and soil chiseling, with or without organic and mineral fertilization, could be alternatives to soil structural recovery. The objective of this study was to evaluate the soil chiseling and poultry litter fertilization effects on soil bulk density and porosity and Tifton 85 production. The experiment was conducted in a soil with a ten years hay production with Tifton 85. Significant changes in soil physical properties occurred only with chiseling, especially at 0.03-0.08m depth, keeping for at least nine months. The short period between the first cut and chiseling harmed the Tifton 85 production, with no difference between the soil management in the end of Bermuda grass growing season. The productivity was higher in treatments with nitrogen reapplication. Tifton 85 with poultry litter produced less dry matter than with mineral fertilizer on tfhe sum of four cuts of Bermuda grass.(AU)

Ácido ascórbico como agente redutor para determinação de fósforo por colorimetria / Ascorbic acid as a reducing agent for phosphorus analysis by colorimetry

Em muitos laboratórios de análises de solos, o ácido 1-Amino-2-naftol-4-sulfônico (ANS) é usado como agente redutor para determinação do P por espectrometria de UV/Visível. Porém, devido aos riscos à saúde dos laboratoristas, uma alternativa é o uso do ácido ascórbico (AA). Entretanto, modificações no protocolo de análise podem induzir a variações nos resultados, havendo a necessidade de padronizá-las e calibrá-las. O objetivo do trabalho foi avaliar o ANS e AA nos extratos de Mehlich-1 e 3 nos intervalos de 15, 30, 45, 60 e 120min de reação. Não houve diferença na concentração de P determinado com ambos redutores quando comparados dentro de cada extrator. O ácido ascórbico pode substituir a solução ANS para determinação de P e o intervalo de tempo de reação sugerido para a quantificação colorimétrica é de 30 a 60min, para ambos redutores.

In soil laboratory testing, the acid 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic (ANS) is used as reducing agent to determine P by UV/Visible spectrometry. However, there are risks to laboratory technician healthy and an alternative is the use of ascorbic acid (AA). But, changes in the analytical protocol may induce variations in results, been necessary to standardize and calibrate. The objective of this studsy was to evaluate the ANS and AA in extracts of Mehlich-1 and 3 in ranges 15, 30, 45, 60 and 120min of reaction. There was no difference in P concentration determined by both reducers when compared within each extractor. Ascorbic acid can substitute the ANS solution for P determination and the suggested reaction interval for colorimetric quantification is between 30 and 60min for both substances.

Ácido ascórbico como agente redutor para determinação de fósforo por colorimetria / Ascorbic acid as a reducing agent for phosphorus analysis by colorimetry

Em muitos laboratórios de análises de solos, o ácido 1-Amino-2-naftol-4-sulfônico (ANS) é usado como agente redutor para determinação do P por espectrometria de UV/Visível. Porém, devido aos riscos à saúde dos laboratoristas, uma alternativa é o uso do ácido ascórbico (AA). Entretanto, modificações no protocolo de análise podem induzir a variações nos resultados, havendo a necessidade de padronizá-las e calibrá-las. O objetivo do trabalho foi avaliar o ANS e AA nos extratos de Mehlich-1 e 3 nos intervalos de 15, 30, 45, 60 e 120min de reação. Não houve diferença na concentração de P determinado com ambos redutores quando comparados dentro de cada extrator. O ácido ascórbico pode substituir a solução ANS para determinação de P e o intervalo de tempo de reação sugerido para a quantificação colorimétrica é de 30 a 60min, para ambos redutores.(AU)

In soil laboratory testing, the acid 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic (ANS) is used as reducing agent to determine P by UV/Visible spectrometry. However, there are risks to laboratory technician healthy and an alternative is the use of ascorbic acid (AA). But, changes in the analytical protocol may induce variations in results, been necessary to standardize and calibrate. The objective of this studsy was to evaluate the ANS and AA in extracts of Mehlich-1 and 3 in ranges 15, 30, 45, 60 and 120min of reaction. There was no difference in P concentration determined by both reducers when compared within each extractor. Ascorbic acid can substitute the ANS solution for P determination and the suggested reaction interval for colorimetric quantification is between 30 and 60min for both substances.(AU)

Decomposição da fitomassa de plantas de cobertura e liberação de nitrogênio em função da quantidade de resíduos aportada ao solo sob sistema plantio direto / Fitomass decomposition and nitrogen release of cover crops in function of the level of residue input to soil under no-tillage system

O sucesso do sistema plantio direto (SPD) está alicerçado na rotação de culturas, que proporciona elevada adição de diferentes tipos de resíduos culturais ao solo. Entretanto, cada resíduo cultural tem uma cinética específica de decomposição, o que é determinante na mineralização e imobilização líquida de nitrogênio (N) no solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a taxa de decomposição e a liberação de N de plantas de cobertura de inverno, quando diferentes quantidades de fitomassa da parte aérea foram aportadas à superfície do solo. O experimento foi conduzido em Argissolo arênico na área do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), com delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, durante as safras de 2003/04 e 2004/05. Avaliou-se a decomposição e liberação de nitrogênio (N) dos resíduos de aveia preta, nabo forrageiro e ervilhaca através de bolsas de decomposição contendo quantidades equivalentes a 3, 6 e 9 Mg ha-1 de matéria seca e dispostos em parcelas com 80 m², contendo os mesmos níveis de resíduos das bolsas. As coletas das bolsas foram realizadas aos 7, 14, 28, 42, 63, 84, 113 e 141 dias após o manejo das plantas de cobertura. As quantidades de resíduos aportadas não influenciaram as taxas de decomposição. Entretanto, os processos de mineralização e imobilização de N foram afetados pelo nível de aporte de resíduos e governados, principalmente, pela relação C/N. A maior taxa de decomposição dos resíduos e a maior liberação de N seguiram a ordem: ervilhaca, nabo forrageiro e aveia preta. A relação C/N dos resíduos influenciou a magnitude dos compartimentos lábil e recalcitrante da fitomassa das plantas de cobertura.

The no-tillage system success relies on higher addition of different types of crop residues to the soil, each one with specific decomposition kinetics which drives the net mineralization and immobilization of the nitrogen (N) in the soil. This manuscript had as objective to evaluate the decomposition rate and N released from winter cover crops residues under different above ground biomass input to the soil. The experiment was carried out in the experimental area of the Soil Department at Federal University of Santa Maria, in random complete block design, with three replications, during 2003/04 and 2004/05. The decomposition and the N released from black oat, oil radish and hairy vetch residues were investigated using mesh bags of decomposition containing fitomass equivalent to 3, 6 and 9 Mg of dry matter ha-1 placed in plots with 80 m² with the same level of crop residues used in the mesh bags. They were collected at 7, 14, 28, 42, 63, 84, 113 and 141 days after cover crops management. The amount of residues input did not influence the decomposition rate. However, the N mineralization and immobilization processes were affected by the level of residues input and they were driven by C/N ratio. The larger decomposition residues rate and higher N release followed the order: vetch, radish oil and black oat. The C/N ratio drives the size of labil and recalcitrant compartiments of cover crops fitomass.

Decomposição da fitomassa de plantas de cobertura e liberação de nitrogênio em função da quantidade de resíduos aportada ao solo sob sistema plantio direto / Fitomass decomposition and nitrogen release of cover crops in function of the level of residue input to soil under no-tillage system

O sucesso do sistema plantio direto (SPD) está alicerçado na rotação de culturas, que proporciona elevada adição de diferentes tipos de resíduos culturais ao solo. Entretanto, cada resíduo cultural tem uma cinética específica de decomposição, o que é determinante na mineralização e imobilização líquida de nitrogênio (N) no solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a taxa de decomposição e a liberação de N de plantas de cobertura de inverno, quando diferentes quantidades de fitomassa da parte aérea foram aportadas à superfície do solo. O experimento foi conduzido em Argissolo arênico na área do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), com delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, durante as safras de 2003/04 e 2004/05. Avaliou-se a decomposição e liberação de nitrogênio (N) dos resíduos de aveia preta, nabo forrageiro e ervilhaca através de bolsas de decomposição contendo quantidades equivalentes a 3, 6 e 9 Mg ha-1 de matéria seca e dispostos em parcelas com 80 m², contendo os mesmos níveis de resíduos das bolsas. As coletas das bolsas foram realizadas aos 7, 14, 28, 42, 63, 84, 113 e 141 dias após o manejo das plantas de cobertura. As quantidades de resíduos aportadas não influenciaram as taxas de decomposição. Entretanto, os processos de mineralização e imobilização de N foram afetados pelo nível de aporte de resíduos e governados, principalmente, pela relação C/N. A maior taxa de decomposição dos resíduos e a maior liberação de N seguiram a ordem: ervilhaca, nabo forrageiro e aveia preta. A relação C/N dos resíduos influenciou a magnitude dos compartimentos lábil e recalcitrante da fitomassa das plantas de cobertura.(AU)

The no-tillage system success relies on higher addition of different types of crop residues to the soil, each one with specific decomposition kinetics which drives the net mineralization and immobilization of the nitrogen (N) in the soil. This manuscript had as objective to evaluate the decomposition rate and N released from winter cover crops residues under different above ground biomass input to the soil. The experiment was carried out in the experimental area of the Soil Department at Federal University of Santa Maria, in random complete block design, with three replications, during 2003/04 and 2004/05. The decomposition and the N released from black oat, oil radish and hairy vetch residues were investigated using mesh bags of decomposition containing fitomass equivalent to 3, 6 and 9 Mg of dry matter ha-1 placed in plots with 80 m² with the same level of crop residues used in the mesh bags. They were collected at 7, 14, 28, 42, 63, 84, 113 and 141 days after cover crops management. The amount of residues input did not influence the decomposition rate. However, the N mineralization and immobilization processes were affected by the level of residues input and they were driven by C/N ratio. The larger decomposition residues rate and higher N release followed the order: vetch, radish oil and black oat. The C/N ratio drives the size of labil and recalcitrant compartiments of cover crops fitomass.(AU)

Manutenção da área foliar e produtividade de arroz irrigado com a aplicação de fertilizantes foliares no estádio de emborrachamento / Foliar area maintenance and yield with application of foliar fertilizers on booting stage of irrigated rice

A utilização de fertilizantes foliares, aplicados ao final do ciclo da cultura do arroz irrigado, pode proporcionar complementação nutricional para a planta e proteção contra patógenos com reflexos na produtividade. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização de fertilizantes foliares, aplicados no estádio de emborrachamento, sobre a produtividade do arroz irrigado. O experimento foi conduzido no ano agrícola 2005/2006, em área experimental de várzea do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos por 10 fertilizantes foliares, dois produtos aplicados via sementes, um fungicida e a testemunha. Os fertilizantes não influenciaram qualquer parâmetro avaliado. As condições climáticas e o manejo da adubação anterior à aplicação dos tratamentos foliares propiciaram condições favoráveis para o arroz expressar o seu potencial produtivo, em torno de 10.000kg ha-1. Neste nível de produtividade, os produtos utilizados não aumentaram a produtividade do arroz irrigado.(AU)

The use of foliar fertilizers applied to the reproductive phase of rice can improve the plant nutrition and protect the field against foliar diseases with gains in yield. The objective of this experiment was to evaluate the use of the foliar fertilizers applied to the booting stage in order to verify the irrigated rice yield. The experiment was carried out in 2005/06 in a lowland area in Santa Maria-RS, Brazil. The treatments, arranged in a randomized block design with four replications, were constituted by 10 foliar fertilizers available in the market, two products applied to seeds, a fungicide, and a check treatment. The treatments presented no effects on any of the variables studied. The suitable climatic conditions and the fertilizer management carried out before the application of the foliar treatments led to the achievement of about 10,000 kg ha-1 yield, showing that there was no limitation on the level of yield obtained. The products utilized in this study did not increase the irrigated rice yield.(AU)