O silício (Si) é benéfico ao desenvolvimento das plantas por proporcionar aumento na capacidade de defesa contra o ataque de pragas e de doenças, além de garantir porte ereto das plantas, o que aumenta a capacidade fotossintética dos vegetais. Fontes silicatadas, como silicatos de cálcio e de magnésio, fornecem Si ao solo e podem funcionar como corretivos de acidez. O acúmulo de resíduos vegetais e fertilizantes, mesmo no sistema semeadura direta (SSD), acelera o processo de acidificação do solo em curto prazo, principalmente em sua camada mais superficial. Esse processo é contínuo em solos tropicais úmidos e tem por consequência a baixa disponibilidade de nutrientes e elevados teores tóxicos de Al+3. Assim como no sistema convencional de manejo do solo, o SSD também demanda a aplicação de insumos, especialmente materiais corretivos de acidez. A aplicação de silicato pode interferir na disponibilidade de Si às plantas e nas formas desse elemento na solução do solo. O ácido silícico (H4SiO4) é a espécie de Si predominante em solos ácidos; e o aumento do pH pode causar sua desprotonação, gerando o ânion silicato (H3SiO4-). Estudos ligados ao Si em solos sob SSD são escassos, principalmente em experimentos de longa duração conduzidos sob condições de clima tropical úmido. Desde 2002 está sendo conduzido experimento de campo em um Latossolo Vermelho distroférrico sob SSD que recebeu aplicação superficial de calcário e de silicato de cálcio e de magnésio. Foram determinados os teores disponíveis de macronutrientes e silício, pH, soma de bases, saturação por bases, capacidade de troca catiônica, matéria orgânica, H+Al e Al3+, minerais silicatados e óxidos de Fe e Al, 24 meses após a reaplicação superficial dos corretivos. Foi feita especiação iônica de Al, Ca, Mg e Si em extrato aquoso e realizada a quantificação de Al por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (27Al-NMR). Os principais óxidos encontrados foram a gibbsita, goethita e hematita. Diferentemente do Ca e do Mg, o Al não estava presente, em sua maioria, na forma livre Al3+, mas formando complexos com o carbono orgânico dissolvido. O silício estava quase que totalmente na forma de H4SiO4, sendo que a atividade dessa espécie foi semelhante à sua concentração em solução. A análise quantitativa de 27Al-NMR forneceu somente picos do complexo de alumínio hexa-hidratado ([Al(H2O)6]3+), não havendo espécies de alumínio complexadas com ácidos orgânicos. Amostras com teores moderados a alto de Al (27Al-NMR) se correlacionaram com as concentrações totais de Al provenientes da análise de espectroscopia de emissão atômica (ICP-AES). / Silicon (Si) is an element which is beneficial to plant development in that it provides a line of defense against attack by pests and disease as well, as ensure a plant posture that is more erect that increases their photosynthetic capacity. Silicon sources such as calciummagnesium silicates provide Si to the soil and act as acidity correctives. The accumulation of plant residues and fertilizers, even under a no-till system (NT), accelerates the process of soil acidification in the short term, especially in the uppermost surface layer. This process is continuous in moist tropical soils and results in a low level of nutrients and a high level of Al3+. As is the case under the conventional system of soil management, NT also requires the application of additives, especially acidity corrective materials. The application of silicate can interfere with the availability of Si to plants and the forms in which this element is found in soil solution. Silicic acid (H4SiO4) is the predominant form of Si found in acidic soils; and increases in the pH can cause deprotonation, which generates silicate anions (H3SiO4-). Studies related to Si in soils under NT are scarce, especially long-term experiments carried out under humid tropical conditions. Since 2002, a field experiment has been conducted on a dystroferric Oxisol under NT, where lime and calcium-magnesium silicate were surface applied. The contents of macronutrients and silicon available, as well as pH, basis total and basis saturation, cationic exchange capacity, organic matter, H+Al and Al3+, silicate minerals and Fe and Al oxides, were all determined 24 months after the correctives were applied. The ionic speciation of Al, Ca, Mg and Si took place in aqueous extract as well as the quantification of Al by nuclear magnetic resonance spectroscopy (27Al-NMR). The main oxides found were gibbsite, goethite and hematite. Unlike Ca and Mg, Al was not, for the most part, present in its free form Al3+ but complexed with dissolved organic carbon. Silicon was almost entirely in the form of H4SiO4, and its activity was similar to the concentration of this specie in solution. Quantitative analysis of 27Al-NMR has provided only peaks of Hexaaquaaluminium complex ([Al(H2O) 6]3+), with no species of organic-aluminum complexes. Samples with moderate to high levels of Al (27Al-NMR) were positively correlated with the total concentration of Al derived from the atomic emission spectroscopy analysis (ICP-AES).

O silício (Si) é benéfico ao desenvolvimento das plantas por proporcionar aumento na capacidade de defesa contra o ataque de pragas e de doenças, além de garantir porte ereto das plantas, o que aumenta a capacidade fotossintética dos vegetais. Fontes silicatadas, como silicatos de cálcio e de magnésio, fornecem Si ao solo e podem funcionar como corretivos de acidez. O acúmulo de resíduos vegetais e fertilizantes, mesmo no sistema semeadura direta (SSD), acelera o processo de acidificação do solo em curto prazo, principalmente em sua camada mais superficial. Esse processo é contínuo em solos tropicais úmidos e tem por consequência a baixa disponibilidade de nutrientes e elevados teores tóxicos de Al+3. Assim como no sistema convencional de manejo do solo, o SSD também demanda a aplicação de insumos, especialmente materiais corretivos de acidez. A aplicação de silicato pode interferir na disponibilidade de Si às plantas e nas formas desse elemento na solução do solo. O ácido silícico (H4SiO4) é a espécie de Si predominante em solos ácidos; e o aumento do pH pode causar sua desprotonação, gerando o ânion silicato (H3SiO4-). Estudos ligados ao Si em solos sob SSD são escassos, principalmente em experimentos de longa duração conduzidos sob condições de clima tropical úmido. Desde 2002 está sendo conduzido experimento de campo em um Latossolo Vermelho distroférrico sob SSD que recebeu aplicação superficial de calcário e de silicato de cálcio e de magnésio. Foram determinados os teores disponíveis de macronutrientes e silício, pH, soma de bases, saturação por bases, capacidade de troca catiônica, matéria orgânica, H+Al e Al3+, minerais silicatados e óxidos de Fe e Al, 24 meses após a reaplicação superficial dos corretivos. Foi feita especiação iônica de Al, Ca, Mg e Si em extrato aquoso e realizada a quantificação de Al por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (27Al-NMR). Os principais óxidos encontrados foram a gibbsita, goethita e hematita. Diferentemente do Ca e do Mg, o Al não estava presente, em sua maioria, na forma livre Al3+, mas formando complexos com o carbono orgânico dissolvido. O silício estava quase que totalmente na forma de H4SiO4, sendo que a atividade dessa espécie foi semelhante à sua concentração em solução. A análise quantitativa de 27Al-NMR forneceu somente picos do complexo de alumínio hexa-hidratado ([Al(H2O)6]3+), não havendo espécies de alumínio complexadas com ácidos orgânicos. Amostras com teores moderados a alto de Al (27Al-NMR) se correlacionaram com as concentrações totais de Al provenientes da análise de espectroscopia de emissão atômica (ICP-AES). / Silicon (Si) is an element which is beneficial to plant development in that it provides a line of defense against attack by pests and disease as well, as ensure a plant posture that is more erect that increases their photosynthetic capacity. Silicon sources such as calciummagnesium silicates provide Si to the soil and act as acidity correctives. The accumulation of plant residues and fertilizers, even under a no-till system (NT), accelerates the process of soil acidification in the short term, especially in the uppermost surface layer. This process is continuous in moist tropical soils and results in a low level of nutrients and a high level of Al3+. As is the case under the conventional system of soil management, NT also requires the application of additives, especially acidity corrective materials. The application of silicate can interfere with the availability of Si to plants and the forms in which this element is found in soil solution. Silicic acid (H4SiO4) is the predominant form of Si found in acidic soils; and increases in the pH can cause deprotonation, which generates silicate anions (H3SiO4-). Studies related to Si in soils under NT are scarce, especially long-term experiments carried out under humid tropical conditions. Since 2002, a field experiment has been conducted on a dystroferric Oxisol under NT, where lime and calcium-magnesium silicate were surface applied. The contents of macronutrients and silicon available, as well as pH, basis total and basis saturation, cationic exchange capacity, organic matter, H+Al and Al3+, silicate minerals and Fe and Al oxides, were all determined 24 months after the correctives were applied. The ionic speciation of Al, Ca, Mg and Si took place in aqueous extract as well as the quantification of Al by nuclear magnetic resonance spectroscopy (27Al-NMR). The main oxides found were gibbsite, goethite and hematite. Unlike Ca and Mg, Al was not, for the most part, present in its free form Al3+ but complexed with dissolved organic carbon. Silicon was almost entirely in the form of H4SiO4, and its activity was similar to the concentration of this specie in solution. Quantitative analysis of 27Al-NMR has provided only peaks of Hexaaquaaluminium complex ([Al(H2O) 6]3+), with no species of organic-aluminum complexes. Samples with moderate to high levels of Al (27Al-NMR) were positively correlated with the total concentration of Al derived from the atomic emission spectroscopy analysis (ICP-AES).

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 739809 bytes, checksum: 69524346956f11b5bb2a849577857347 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The competitive ability of crops and weeds is related to the efficient use of environmental resources. However, it may also be related to the associations of these species with soil microbiota and the ability to change it to minimize interference. The objective of this study was to evaluate the effects of the interference of five weeds in dry matter accumulation of corn plants and in the relative content of nutrients, as well as evaluate the biomass and microbial activity associated with weeds and corn in monoculture and in competition, in soils with diferent fertility managements. The experiment was conducted in a protected environment, considering four soil fertility managements (with calcium and magnesium silicate and fertilization; with limestone and fertilization; without correction of acidity, but with fertilization; without correction of acidity and without fertilization) and five arrangements competition between Zea mays and the weeds Brachiaria brizantha, Ipomoea grandifolia, Conyza canadensis, Bidens pilosa and Hyptis suaveolens, addition of species in monoculture and soils without plants. The coexistence of corn with weeds caused average reductions of 43.9%, 39.8% and 41.9% in dry matter of shoot, root and total culture, respectively. Under interference of B. brizantha, the corn had reductions exceeding 50% in the content of all macronutrients, being this weed the most damaging to the culture. Additionally, B. brizantha and B. pilosa in competition with corn stood out among the other weeds and has high ability to extract and use macronutrients in the four soil conditions. There was a tendency of reduction of microbial biomass carbon (MBC) in soils that receive were not correction acidity. B. pilosa and the arrangement formed by Z. mays and B. brizantha, showed high values of MBC, regardless of soil management. Low biological activity was observed in soil without acidity correction and without fertilization. In soil with calcium and magnesium silicate and maize plants in monoculture, the metabolic quotient (qCO2) was higher than the value observed with the weeds in monoculture and in competition arrangements, suggesting greater susceptibility of this system for carbon losses. Z. mays in competition with H. suaveolens was the arrangement that had greater preservation of organic matter (<qCO2) in the four soils. The weeds showed different competitive abilities causing reductions in the dry matter and nutrients accumulation in the corn plants, and showed distinct potential for nutrient cycling, depending on soil condition. Calcium and magnesium silicate and limestone did not differ in the weed interference on the dry biomass of corn plants, being the influence of these sources variable on nutrient accumulation by plants in monoculture or under interference. The microbial biomass and activity were altered by plant species, interference and managements of soil fertility. The manipulation of soil microorganisms may be a strategy used by corn and, or the weeds to minimize the competition in a given soil. / A habilidade competitiva das culturas e das plantas daninhas está relacionada à utilização eficiente dos recursos do meio na qual se encontram. No entanto, pode também estar relacionada com as associações dessas espécies com a microbiota do solo e a capacidade de alterá-la para minimizar a interferência. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos da interferência de cinco plantas daninhas no acúmulo de matéria seca e no conteúdo relativo de macronutrientes de plantas de milho, bem como a biomassa e a atividade microbiana associada às plantas daninhas e de milho em monocultivo e em competição, em solos com diferentes manejos de fertilidade. O experimento foi realizado em casa de vegetação, considerando-se como primeiro fator quatro manejos de fertilidade do solo (com silicato de cálcio e magnésio e adubação; com calcário e adubação; sem correção de acidez, mas com adubação; sem correção de acidez e sem adubação) e como segundo fator cinco arranjos de competição entre Zea mays e as plantas daninhas Brachiaria brizantha, Ipomoea grandifolia, Conyza canadensis, Hyptis suaveolens e Bidens pilosa, acrescido das seis espécies em monocultivo e de solo sem cultivo. A convivência do milho com plantas daninhas provocou reduções médias de 43,9%, 39,8% e 41,9% na massa da matéria seca da parte aérea, do sistema radicular e total da cultura, respectivamente. Sob interferência de B. brizantha, o milho apresentou reduções superiores a 50% no conteúdo de todos os macronutrientes, sendo esta a planta daninha mais danosa a cultura. Adicionalmente, B. brizantha e B. pilosa em competição com o milho se destacaram entre as demais plantas daninhas, apresentando elevada habilidade de extração e utilização de macronutrientes nas quatro condições de solo. Observou-se tendência de redução do carbono da biomassa microbina (CBM) nos solos que não tiveram correção de acidez. B. pilosa e o arranjo formado por Z. mays e B. brinzantha, independente do solo, apresentaram elevados valores de CBM. Baixa atividade biológica foi verificada no solo sem correção de acidez e sem adubação. No solo corrigido com silicato de cálcio e magnésio e cultivado com milho livre de interferência, o quociente metabólico (qCO2) foi maior do que com as plantas daninhas em monocultivo e arranjos de competição, sugerindo maior suscetibilidade desse sistema a perdas de carbono. Z. mays em competição com H. suaveolens mostrou ser o sistema misto mais conservativo da matéria orgânica (<qCO2) nos quatro manejos de fertilidade do solo. As plantas daninhas apresentaram não só habilidades competitivas distintas, provocando reduções consideráveis no acúmulo de matéria seca e nutrientes das plantas de milho, como também potencial diferenciado para ciclagem dos nutrientes estudados, a depender da condição de solo. Silicato de cálcio e magnésio e calcário não diferiram quanto à interferência das plantas daninhas sobre o acúmulo de biomassa seca das plantas de milho, sendo variável a influência dessas fontes sobre o acúmulo de nutrientes pelas plantas em monocultivo ou sob interferência. A biomassa e atividade microbiana foram alteradas pelas espécies de plantas, pela convivência e pelos manejos de fertilidade do solo, e a manipulação dos microrganismos do solo pode ser uma estratégia utilizada pela cultura do milho e, ou pelas plantas daninhas para minimizar a competição em determinado ambiente.