A cana-de-açúcar tem significativa importância nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. O Brasil tem importância mundial como maior produtor de cana-de-açúcar, etanol e açúcar, no entanto, a produtividade da cultura ainda é baixa em muitas regiões do país, principalmente devido à deficiência hídrica e de nitrogênio. Estimar as perdas de produtividade causada por estresse hídrico e de N com métodos de experimentação convencionais nem sempre apresentam resultados satisfatórios. Este trabalho teve como objetivos quantificar em cana-de-açúcar fertirrigada com doses crescentes de N-fertilizante e duas disponibilidades hídricas contrastantes, os estresses a N (deficiência ou excesso) e o déficit hídrico por meio do fracionamento isotópico de carbono (\'delta\'13C) e da produtividade de cana-de-açúcar, assim como, correlacionar o \'delta\'13C com o acúmulo de massa seca de colmos nos tratamentos com e sem aplicação de N e em duas disponibilidades de água no solo (regime irrigado e de sequeiro); quantificar acúmulo de matéria seca em três compartimentos da planta (folha seca, ponteiro e colmo), correlacionando os resultados obtidos com avaliações fisiológicas como índice SPAD, IAF e biométricas como altura, diâmetro, perfilhos ao longo do ciclo de desenvolvimento da cultura. O estudo foi desenvolvido no município de Jaú, no Estado de São Paulo, nas coordenadas geográficas de: 22°17\'S 48°34\'O, em Latossolo Vermelho. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições. O cultivar de cana-de-açúcar foi o SP80-3280. Utilizou-se quatro doses de N, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1, aplicadas por fertirrigação subsuperficial e mais um tratamento controle sem N, para estimar acúmulo de fitomassa e de N na parte aérea de cana-de-açúcar. Para quantificar as perdas de produtividade causadas por deficiência hídrica e de N foram usados os tratamentos: T1-sequeiro não fertilizado com N; T2-irrigado não fertilizado com N; T3-sequeiro e fertilizado com N; e T4-irrigado e fertilizado com N. Foi verificada resposta linear das variáveis fisiológicas, morfológicas e da produção de biomassa da cultura em função das doses de N. O teor de N e índice Spad da folha +1 ajustaram-se ao modelo linear decrescente. A elevação da dose de N de 100 para 200 kg ha-1 N aumentou o acúmulo de matéria seca da parte aérea em 20 Mg ha-1, e de N em 95 kg ha-1, incrementos também observados nas taxas de produção matéria seca e taxas de acúmulo de N. O \'delta\'13C (\'por mil\') apresentou correlação negativa com a produtividade de colmos (R2= 0,69, p<0,05) e a MSPA (R2= 0,69, p<0,05) nas diferentes doses de N aplicadas. Verificou-se aumento linear na produtividade de colmos e de açúcar com um incremento respectivamente de 60 e 8 Mg ha-1 em função das doses de N aplicadas junto à irrigação. Os maiores valores de fracionamento dos isótopos de carbono (\'delta\'13C) foram obtidos para o tratamento com deficiência de N e elevado déficit hídrico (T1), enquanto que para o tratamento T4 (adubação com N e baixo déficit hídrico) foram verificados valores de \'delta\'13C inferiores. A medida do fracionamento isotópico de carbono mostrou-se eficiente na avaliação de estresse da cana-de-açúcar, podendo ser utilizado como um indicador de déficit hídrico e deficiência de N nessa cultura / The sugarcane crop has an important contribution in sub tropical and tropical regions around the world, which Brazil the major producer of sugarcane crop, sugar and ethanol. However, the sugarcane yield is still very low in many regions of this country, mainly due to water stress and nitrogen supply. Understand the loss sugarcane production related with water and nitrogen stress using experimental classical methodology not always has obtained conclusive results. This work has evaluated the impact of water and nitrogen (N) stress by discrimination of 13C (\'delta\'13C) and sugarcane production in a ratoon over fertirrigation system, where 2 water supply and 5 N level were applied. The results of isotopic technique (\'delta\'13C) were correlated with a several parameters like sugarcane production, biomass accumulation (tops, stalks and dry leaves), and, others physiologic parameters (SPAD index, foliar area, diameter, tillering and height) evaluated throughout crop cycle. The research was performed in Jaú county, São Paulo State, Brazil (22°17\'S 48°34\'O), over Rhodic Eutrudox condition. The randomized block design was used with 4 replication per treatment. The sugarcane cultivar SP80-3280 was submitted a 5 N rates (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 N) which were applied by fertirrigation system. Further, 4 treatments were used to estimate the N and water stress, such as: T1- without water irrigation and N application; T2 - water irrigation without N supply; T3 - without water irrigation but with N application; T4 - with water irrigation and N fertilization. The results showed linear increase in physiologic, morphologic parameters and biomass production related N rates applied. The N content and SPAD index of leaf +1 correlated a linear decreasing model. The elevation of dose of 100 to 200 kg N ha-1 no increased dry matter accumulation of aboveground in 20 Mg ha-1, and N in 95 kg ha-1, increments also observed in dry matter production rates and rates of accumulation of N. The data of 13C (\'delta\'13C) had a negative correlation between sugarcane production (R2= 0.69, p<0.05) and biomass (R2= 0.69, p<0.05) and N rates. Verified an increase linear in productivity of stalks and sugar with an increment respectively of 60 and 8 Mg ha-1 as a function of applied doses of N along the irrigation. The higher value of 13C (\'delta\'13C) were observed when took place N and water stress (T1), whilst the treatment with N application and water irrigation (T4) showed the lowest value of 13C discrimination (\'delta\'13C). The 13C discrimination (\'delta\'13C) was efficient to evaluate stress in sugarcane crop, can be used as an indicator of water deficit and deficiency of N to in this culture

A cana-de-açúcar tem significativa importância nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. O Brasil tem importância mundial como maior produtor de cana-de-açúcar, etanol e açúcar, no entanto, a produtividade da cultura ainda é baixa em muitas regiões do país, principalmente devido à deficiência hídrica e de nitrogênio. Estimar as perdas de produtividade causada por estresse hídrico e de N com métodos de experimentação convencionais nem sempre apresentam resultados satisfatórios. Este trabalho teve como objetivos quantificar em cana-de-açúcar fertirrigada com doses crescentes de N-fertilizante e duas disponibilidades hídricas contrastantes, os estresses a N (deficiência ou excesso) e o déficit hídrico por meio do fracionamento isotópico de carbono (\'delta\'13C) e da produtividade de cana-de-açúcar, assim como, correlacionar o \'delta\'13C com o acúmulo de massa seca de colmos nos tratamentos com e sem aplicação de N e em duas disponibilidades de água no solo (regime irrigado e de sequeiro); quantificar acúmulo de matéria seca em três compartimentos da planta (folha seca, ponteiro e colmo), correlacionando os resultados obtidos com avaliações fisiológicas como índice SPAD, IAF e biométricas como altura, diâmetro, perfilhos ao longo do ciclo de desenvolvimento da cultura. O estudo foi desenvolvido no município de Jaú, no Estado de São Paulo, nas coordenadas geográficas de: 22°17\'S 48°34\'O, em Latossolo Vermelho. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições. O cultivar de cana-de-açúcar foi o SP80-3280. Utilizou-se quatro doses de N, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1, aplicadas por fertirrigação subsuperficial e mais um tratamento controle sem N, para estimar acúmulo de fitomassa e de N na parte aérea de cana-de-açúcar. Para quantificar as perdas de produtividade causadas por deficiência hídrica e de N foram usados os tratamentos: T1-sequeiro não fertilizado com N; T2-irrigado não fertilizado com N; T3-sequeiro e fertilizado com N; e T4-irrigado e fertilizado com N. Foi verificada resposta linear das variáveis fisiológicas, morfológicas e da produção de biomassa da cultura em função das doses de N. O teor de N e índice Spad da folha +1 ajustaram-se ao modelo linear decrescente. A elevação da dose de N de 100 para 200 kg ha-1 N aumentou o acúmulo de matéria seca da parte aérea em 20 Mg ha-1, e de N em 95 kg ha-1, incrementos também observados nas taxas de produção matéria seca e taxas de acúmulo de N. O \'delta\'13C (\'por mil\') apresentou correlação negativa com a produtividade de colmos (R2= 0,69, p<0,05) e a MSPA (R2= 0,69, p<0,05) nas diferentes doses de N aplicadas. Verificou-se aumento linear na produtividade de colmos e de açúcar com um incremento respectivamente de 60 e 8 Mg ha-1 em função das doses de N aplicadas junto à irrigação. Os maiores valores de fracionamento dos isótopos de carbono (\'delta\'13C) foram obtidos para o tratamento com deficiência de N e elevado déficit hídrico (T1), enquanto que para o tratamento T4 (adubação com N e baixo déficit hídrico) foram verificados valores de \'delta\'13C inferiores. A medida do fracionamento isotópico de carbono mostrou-se eficiente na avaliação de estresse da cana-de-açúcar, podendo ser utilizado como um indicador de déficit hídrico e deficiência de N nessa cultura / The sugarcane crop has an important contribution in sub tropical and tropical regions around the world, which Brazil the major producer of sugarcane crop, sugar and ethanol. However, the sugarcane yield is still very low in many regions of this country, mainly due to water stress and nitrogen supply. Understand the loss sugarcane production related with water and nitrogen stress using experimental classical methodology not always has obtained conclusive results. This work has evaluated the impact of water and nitrogen (N) stress by discrimination of 13C (\'delta\'13C) and sugarcane production in a ratoon over fertirrigation system, where 2 water supply and 5 N level were applied. The results of isotopic technique (\'delta\'13C) were correlated with a several parameters like sugarcane production, biomass accumulation (tops, stalks and dry leaves), and, others physiologic parameters (SPAD index, foliar area, diameter, tillering and height) evaluated throughout crop cycle. The research was performed in Jaú county, São Paulo State, Brazil (22°17\'S 48°34\'O), over Rhodic Eutrudox condition. The randomized block design was used with 4 replication per treatment. The sugarcane cultivar SP80-3280 was submitted a 5 N rates (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 N) which were applied by fertirrigation system. Further, 4 treatments were used to estimate the N and water stress, such as: T1- without water irrigation and N application; T2 - water irrigation without N supply; T3 - without water irrigation but with N application; T4 - with water irrigation and N fertilization. The results showed linear increase in physiologic, morphologic parameters and biomass production related N rates applied. The N content and SPAD index of leaf +1 correlated a linear decreasing model. The elevation of dose of 100 to 200 kg N ha-1 no increased dry matter accumulation of aboveground in 20 Mg ha-1, and N in 95 kg ha-1, increments also observed in dry matter production rates and rates of accumulation of N. The data of 13C (\'delta\'13C) had a negative correlation between sugarcane production (R2= 0.69, p<0.05) and biomass (R2= 0.69, p<0.05) and N rates. Verified an increase linear in productivity of stalks and sugar with an increment respectively of 60 and 8 Mg ha-1 as a function of applied doses of N along the irrigation. The higher value of 13C (\'delta\'13C) were observed when took place N and water stress (T1), whilst the treatment with N application and water irrigation (T4) showed the lowest value of 13C discrimination (\'delta\'13C). The 13C discrimination (\'delta\'13C) was efficient to evaluate stress in sugarcane crop, can be used as an indicator of water deficit and deficiency of N to in this culture

A adição ao solo de resíduo vegetal de elevada relação C/N no sistema \"cana crua\", afeta o equilíbrio entre os processos de entrada e saída do N no sistema solo-planta-atmosfera. Assim, a presença da palhada modifica o agrossistema fazendo-se necessários ajustes no manejo da fertilização nitrogenada. Nesse sentido, quatro estudos foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) Avaliar as características produtivas e nutricionais da cultura da cana-de-açúcar de modo a identificar a fonte e a dose de N de maior eficiência agronômica; (ii) Quantificar a recuperação do N proveniente do fertilizante pela cana-de-açúcar; (iii) avaliar o potencial de inibição do íon cloreto na nitrificação no solo; (iv) avaliar as taxas de mineralização e imobilização do N-fertilizante e a sua interação com o Nnativo do solo. Em campo, foi conduzido um experimento em Latossolo Vermelho distróficocom cana-de-açúcar. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro repetições e nove tratamentos, com as fontes nitrogenadas: sulfato de amônio, YaraBela NitromagTM, nitrato de amônio e ureia na dose de 100kg ha-1 de N, cloreto de amônio, nas doses de N: 50, 100, 150 e 200 kg ha-1, e controle. Foram instaladas microparcelas com aplicação das fontes marcadas no isótopo 15N na dose de 100 kg ha-1 de N. Os fertilizantes nitrogenados foram aplicados manualmente, sobre a palhada. Posteriormente, amostras do solo coletadas previamente foram incubadas aerobiamente por um período de 21 dias. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com quatro repetições e os tratamentos constaram da combinação de sulfato de amônio ou cloreto de amônio, na dose de 100 mg kg-1 de nitrogênio, com cloreto de potássio na dose de 100 ou 200 mg kg-1 de cloro. Avaliou-se, também, doses de cloreto de amônio (50, 100 e 200 mg kg-1 de N). As formas de N-mineral foram determinadas por meio de sistema de análise por injeção em fluxo. Amostras de solo foram, também, incubadas aerobiamente por um período de 20 semanas. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com três repetições e seis tratamentos, constituindo-se um fatorial 3x2 (Namídico, N-amoniacal ou sem N versus com ou sem resíduo de cana). As fontes nitrogenadas (enriquecidas com 2% em átomos de 15N) foram aplicadas superficialmente no solo na dose de 100 mg kg-1 de N e o resíduo de cana-de-açúcar incorporado na dose de 5,2 g kg-1. O fornecimento de doses de N na forma de cloreto de amônio resultou em decréscimo de produtividade de colmos e açúcar. As fontes nítrico/amoniacais promoveram maior atividade da enzima redutase do nitrato nas folhas da cana-de-açúcar, porém, não apresentaram influência no acúmulo total de N. O aproveitamento do N-fertilizante pela cana-de-açúcar foi da ordem de 60% nos estádios iniciais, reduzindo-se para aproximadamente 20% próximo à fase de maturação. O íon cloreto reduziu a concentração de nitrato no solo devido a ação do ânion na reação de nitrificação. A incorporação de resíduo de cana-de-açúcar ao solo promoveu maiores taxas de imobilização do N e a aplicação de sulfato de amônio resultou em maior mineralização do N nativo do solo comparado a ureia. / The addition of plant residue with high C/N ratio to the soil in a \"green cane\" system affects the balance of input/output processes of N in a soil-plant-atmosphere system. Thus, the presence of straw modifies the agroecosystem requiring adjustments in management of nitrogen fertilization. Accordingly, four studies were developed to: (i) evaluate the nutritional and productive characteristics of sugarcane crops to identify the source and N rates of greater agronomic efficiency; (ii) quantify the sugarcane N recovery from fertilizers; (iii) assess the potential inhibition of chloride ion in reaction to soil nitrification, (iv) evaluate mineralization and immobilization rates of fertilizer-N and their interaction with the native soil N. We conducted a field experiment on a Typic Hapludox with sugarcane, in the 2009/2010 harvest. The experimental design was a randomized block with four replications and nine treatments with nitrogen sources: ammonium sulfate, YaraBela NitromagTM, ammonium nitrate and urea at 100 kg N ha-1, ammonium chloride at N doses: 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 and control. Microplots were installed with application of nitrogen sources labeled 15N at 100 kg N ha-1. Nitrogen fertilizers were applied manually over straw. Subsequently, previously collected soil samples were incubated aerobically for 21 days. The experimental design was completely randomized with four replications and the treatments consisted of ammonium sulfate or ammonium chloride at 100 mg N kg-1 with potassium chloride at a chlorine dose 100 or 200 mg kg-1. We also evaluated doses of ammonium chloride (50, 100, and 200 mg N kg-1). Forms of mineral-N were determined by Flow Injection Analysis (FIA) system. Soil samples were incubated aerobically for 20 weeks. The experimental design was completely randomized with three replications and six treatments, comprising a 3x2 factorial (amidic-N, ammonium- N or without N versus with or without cane residue). Nitrogen sources (enriched with 2 atom% 15N) were applied to the soil surface at a N dose of 100 mg kg-1 and residue sugarcane incorporated at 5.2 g kg-1. The N supply in ammonium chloride form resulted in decreased yield of sugar and stalks. Nitric-ammonium sources promoted higher activity of nitrate reductase in sugarcane leave; however, they did not affect total N accumulation. The sugarcane recovery of fertilizer-N was approximately 60% in early stages, dropping to about 20% near the maturity stage. The chloride ion reduced nitrate concentration in soil due to the anion action in the nitrification reaction. The sugarcane residue incorporation to the soil showed higher N immobilization rates and the use of ammonium sulfate resulted in higher N mineralization rates of native soil N compared to urea.

O uso de determinadas fontes nitrogenadas, doses e formas de nitrogênio (N) pode aumentar a eficiência de uso de N (EUN) em soqueiras de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), mantendo, em longo prazo, elevados índices de produtividade, lucro e proteção ao ambiente. Experimentos de campo e de casa-de-vegetação foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) avaliar o efeito do manejo do N-fertilizante e dos ciclos de soqueira da cultura na produtividade, parâmetros tecnológicos, acúmulo de biomassa, acúmulo e balanço de nutrientes e nas alterações dos atributos químicos do solo; (ii) avaliar a produção de biomassa seca, metabolismo e nutrição de plantas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva, com suprimento exclusivo ou misto de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) como fontes de N; (iii) avaliar a EUN do 15N-nitrato (15NH4NO3), 15N-amônio (NH415NO3) e 15N-amida [(15NH2)2CO] aplicados na quarta soqueira de cana-de-açúcar em condições de campo; e avaliar a EUN do 15N-amônio e 15N-nitrato aplicados em mudas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva. No campo, o N-fertilizante foi repetido nas mesmas parcelas experimentais (parcelas estáticas), em anos subsequentes (quatro ou cinco soqueiras) e o manejo de N-fertilizante, que incluiu fontes e doses de N, não influenciou na produtividade de colmos e de açúcar no local 1 (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico - LVAd). Entretanto, no local 2 (também LVAd), o NA100 e o NAC100 [nitrato de amônio (NA) e nitrato de amônio e cálcio (NAC), ambos na dose de 100 kg ha-1 de N] foram os manejos mais vantajosos para a obtenção das maiores produtividades de colmo e de açúcar em soqueiras quando comparado aos demais tratamentos. No geral, nos dois locais, o NAC150 (150 kg ha-1 de N) proporcionou os maiores acúmulos de biomassa, N e K nas plantas. Além disso, enquanto o controle (sem adição de N) apresentou as menores produções de biomassa e acúmulos de nutrientes (com exceção ao P), o balanço de nutrientes do solo nesse tratamento foi relativamente neutro após anos de cultivo da cana-de-açúcar. Em condições controladas, plantas de cana-de-açúcar supridas exclusivamente com amônio apresentaram menor produção de biomassa, acúmulo de nutrientes e área foliar do que os outros tratamentos (supridos com combinações de NO3-/NH4+ e somente com nitrato), indicando que o uso exclusivo dessa forma de N não foi eficiente para sustentar o crescimento vegetal. A maior EUN foi obtida com o fornecimento exclusivo de nitrato, que também proporcionou maior produção de biomassa seca, área foliar, acúmulo de macronutrientes, atividade fotossintética e crescimento do sistema radicular. A utilização de 15N indicou que, no campo, não houve diferença na EUN pelas plantas devido à utilização do 15N-nitrato e 15N-amônio. Em contraste, a EUN do 15N-amônio foi maior que a do 15N-nitrato durante o 1º, 4º e 7º dia após a aplicação do fertilizante (DAAF), em condições controladas. Contudo, o uso do 15N-nitrato teve maior EUN nas raízes e planta inteira que o 15N-amônio no 15º DAAF. Isso indica que a cana-de-açúcar pode aproveitar eficientemente as duas formas minerais de N, embora o aproveitamento do amônio seja mais rápido. / The use of different fertilizers and rates of nitrogen (N) can increase the N use efficiency (NUE) in sugarcane ratoon (Saccharum spp.), sustaining high yield levels, profitability and environmental protection in long-term. Thus, field and greenhouse studies were performed with the following objectives: (i) evaluate the effect of fertilizer-N management and ratoon crop cycles on sugarcane yield, technological parameters, biomass accumulation, nutrient content, temporal variation in soil chemical properties and soil nutrient balance; (ii) evaluate the biomass production, metabolism and nutrient acquisition of sugarcane plants cropped in nutrient solution, with solely or combined supply of ammonium and nitrate as N sources; (iii) evaluate the NUE of 15N-ammonium (15NH4NO3), 15N-nitrate (NH415NO3), and 15N-amide [(15NH2)2CO] applied to sugarcane under field conditions and the NUE of 15N-ammonium and 15N-nitrate applied to seedlings sugarcane under nutrient solutions. In the field, N fertilizers were replicated in the same experimental plots (static plots) in subsequent years (four or five ratoons) and the management of N-fertilizer, which included fertilizers and N rates, resulted in lack of influence on cane and sucrose yield at Site 1 (Typic Hapludox). However, at Site 2 (also Typic Hapludox), the N treatments AN100 and CAN100 [ammonium nitrate (AN) and calcium ammonium nitrate (CAN), both at a rate of 100 kg N ha-1] provided the highest cane and sugar yield as compared to the remaining treatments. Overall, at both sites, CAN150 (150 kg N ha-1) resulted in the highest biomass accumulation and N and K content by sugarcane. In addition, while the control (no N added) had the lowest biomass accumulation and nutrient content (except for P), the soil nutrient balance in this treatment was relatively neutral, after years of sugarcane cultivation. Under controlled conditions, NH4+-fed plants presented lower biomass accumulation, nutrient content and leaf area than the other treatments (different NO3-/NH4+ ratios and NO3--fed plants), indicating that this N form, when applied solely, was not effective for the proper plant growth. The highest NUE was obtained with NO3--fed plants, which also had the highest production of dry biomass, leaf area, nutrient accumulation, photosynthetic activity, and growth of the root system. The use of 15N-nitrate and 15N-ammonium indicated that there was no difference in NUE by plants in the field. In contrast, the NUE of 15N-ammonium was greater than 15N-nitrate during the 1st, 4th and 7th day after fertilizer application (DAFA), under controlled conditions. However, the use of 15N-nitrate had greater NUE in roots and whole plant than 15N-ammonium in the 15th DAFA. It can be concluded that sugarcane can use both N forms although the recovery of NH4+ was faster than NO3-.

O uso de determinadas fontes nitrogenadas, doses e formas de nitrogênio (N) pode aumentar a eficiência de uso de N (EUN) em soqueiras de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), mantendo, em longo prazo, elevados índices de produtividade, lucro e proteção ao ambiente. Experimentos de campo e de casa-de-vegetação foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) avaliar o efeito do manejo do N-fertilizante e dos ciclos de soqueira da cultura na produtividade, parâmetros tecnológicos, acúmulo de biomassa, acúmulo e balanço de nutrientes e nas alterações dos atributos químicos do solo; (ii) avaliar a produção de biomassa seca, metabolismo e nutrição de plantas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva, com suprimento exclusivo ou misto de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) como fontes de N; (iii) avaliar a EUN do 15N-nitrato (15NH4NO3), 15N-amônio (NH415NO3) e 15N-amida [(15NH2)2CO] aplicados na quarta soqueira de cana-de-açúcar em condições de campo; e avaliar a EUN do 15N-amônio e 15N-nitrato aplicados em mudas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva. No campo, o N-fertilizante foi repetido nas mesmas parcelas experimentais (parcelas estáticas), em anos subsequentes (quatro ou cinco soqueiras) e o manejo de N-fertilizante, que incluiu fontes e doses de N, não influenciou na produtividade de colmos e de açúcar no local 1 (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico - LVAd). Entretanto, no local 2 (também LVAd), o NA100 e o NAC100 [nitrato de amônio (NA) e nitrato de amônio e cálcio (NAC), ambos na dose de 100 kg ha-1 de N] foram os manejos mais vantajosos para a obtenção das maiores produtividades de colmo e de açúcar em soqueiras quando comparado aos demais tratamentos. No geral, nos dois locais, o NAC150 (150 kg ha-1 de N) proporcionou os maiores acúmulos de biomassa, N e K nas plantas. Além disso, enquanto o controle (sem adição de N) apresentou as menores produções de biomassa e acúmulos de nutrientes (com exceção ao P), o balanço de nutrientes do solo nesse tratamento foi relativamente neutro após anos de cultivo da cana-de-açúcar. Em condições controladas, plantas de cana-de-açúcar supridas exclusivamente com amônio apresentaram menor produção de biomassa, acúmulo de nutrientes e área foliar do que os outros tratamentos (supridos com combinações de NO3-/NH4+ e somente com nitrato), indicando que o uso exclusivo dessa forma de N não foi eficiente para sustentar o crescimento vegetal. A maior EUN foi obtida com o fornecimento exclusivo de nitrato, que também proporcionou maior produção de biomassa seca, área foliar, acúmulo de macronutrientes, atividade fotossintética e crescimento do sistema radicular. A utilização de 15N indicou que, no campo, não houve diferença na EUN pelas plantas devido à utilização do 15N-nitrato e 15N-amônio. Em contraste, a EUN do 15N-amônio foi maior que a do 15N-nitrato durante o 1º, 4º e 7º dia após a aplicação do fertilizante (DAAF), em condições controladas. Contudo, o uso do 15N-nitrato teve maior EUN nas raízes e planta inteira que o 15N-amônio no 15º DAAF. Isso indica que a cana-de-açúcar pode aproveitar eficientemente as duas formas minerais de N, embora o aproveitamento do amônio seja mais rápido. / The use of different fertilizers and rates of nitrogen (N) can increase the N use efficiency (NUE) in sugarcane ratoon (Saccharum spp.), sustaining high yield levels, profitability and environmental protection in long-term. Thus, field and greenhouse studies were performed with the following objectives: (i) evaluate the effect of fertilizer-N management and ratoon crop cycles on sugarcane yield, technological parameters, biomass accumulation, nutrient content, temporal variation in soil chemical properties and soil nutrient balance; (ii) evaluate the biomass production, metabolism and nutrient acquisition of sugarcane plants cropped in nutrient solution, with solely or combined supply of ammonium and nitrate as N sources; (iii) evaluate the NUE of 15N-ammonium (15NH4NO3), 15N-nitrate (NH415NO3), and 15N-amide [(15NH2)2CO] applied to sugarcane under field conditions and the NUE of 15N-ammonium and 15N-nitrate applied to seedlings sugarcane under nutrient solutions. In the field, N fertilizers were replicated in the same experimental plots (static plots) in subsequent years (four or five ratoons) and the management of N-fertilizer, which included fertilizers and N rates, resulted in lack of influence on cane and sucrose yield at Site 1 (Typic Hapludox). However, at Site 2 (also Typic Hapludox), the N treatments AN100 and CAN100 [ammonium nitrate (AN) and calcium ammonium nitrate (CAN), both at a rate of 100 kg N ha-1] provided the highest cane and sugar yield as compared to the remaining treatments. Overall, at both sites, CAN150 (150 kg N ha-1) resulted in the highest biomass accumulation and N and K content by sugarcane. In addition, while the control (no N added) had the lowest biomass accumulation and nutrient content (except for P), the soil nutrient balance in this treatment was relatively neutral, after years of sugarcane cultivation. Under controlled conditions, NH4+-fed plants presented lower biomass accumulation, nutrient content and leaf area than the other treatments (different NO3-/NH4+ ratios and NO3--fed plants), indicating that this N form, when applied solely, was not effective for the proper plant growth. The highest NUE was obtained with NO3--fed plants, which also had the highest production of dry biomass, leaf area, nutrient accumulation, photosynthetic activity, and growth of the root system. The use of 15N-nitrate and 15N-ammonium indicated that there was no difference in NUE by plants in the field. In contrast, the NUE of 15N-ammonium was greater than 15N-nitrate during the 1st, 4th and 7th day after fertilizer application (DAFA), under controlled conditions. However, the use of 15N-nitrate had greater NUE in roots and whole plant than 15N-ammonium in the 15th DAFA. It can be concluded that sugarcane can use both N forms although the recovery of NH4+ was faster than NO3-.

A adição ao solo de resíduo vegetal de elevada relação C/N no sistema \"cana crua\", afeta o equilíbrio entre os processos de entrada e saída do N no sistema solo-planta-atmosfera. Assim, a presença da palhada modifica o agrossistema fazendo-se necessários ajustes no manejo da fertilização nitrogenada. Nesse sentido, quatro estudos foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) Avaliar as características produtivas e nutricionais da cultura da cana-de-açúcar de modo a identificar a fonte e a dose de N de maior eficiência agronômica; (ii) Quantificar a recuperação do N proveniente do fertilizante pela cana-de-açúcar; (iii) avaliar o potencial de inibição do íon cloreto na nitrificação no solo; (iv) avaliar as taxas de mineralização e imobilização do N-fertilizante e a sua interação com o Nnativo do solo. Em campo, foi conduzido um experimento em Latossolo Vermelho distróficocom cana-de-açúcar. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro repetições e nove tratamentos, com as fontes nitrogenadas: sulfato de amônio, YaraBela NitromagTM, nitrato de amônio e ureia na dose de 100kg ha-1 de N, cloreto de amônio, nas doses de N: 50, 100, 150 e 200 kg ha-1, e controle. Foram instaladas microparcelas com aplicação das fontes marcadas no isótopo 15N na dose de 100 kg ha-1 de N. Os fertilizantes nitrogenados foram aplicados manualmente, sobre a palhada. Posteriormente, amostras do solo coletadas previamente foram incubadas aerobiamente por um período de 21 dias. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com quatro repetições e os tratamentos constaram da combinação de sulfato de amônio ou cloreto de amônio, na dose de 100 mg kg-1 de nitrogênio, com cloreto de potássio na dose de 100 ou 200 mg kg-1 de cloro. Avaliou-se, também, doses de cloreto de amônio (50, 100 e 200 mg kg-1 de N). As formas de N-mineral foram determinadas por meio de sistema de análise por injeção em fluxo. Amostras de solo foram, também, incubadas aerobiamente por um período de 20 semanas. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com três repetições e seis tratamentos, constituindo-se um fatorial 3x2 (Namídico, N-amoniacal ou sem N versus com ou sem resíduo de cana). As fontes nitrogenadas (enriquecidas com 2% em átomos de 15N) foram aplicadas superficialmente no solo na dose de 100 mg kg-1 de N e o resíduo de cana-de-açúcar incorporado na dose de 5,2 g kg-1. O fornecimento de doses de N na forma de cloreto de amônio resultou em decréscimo de produtividade de colmos e açúcar. As fontes nítrico/amoniacais promoveram maior atividade da enzima redutase do nitrato nas folhas da cana-de-açúcar, porém, não apresentaram influência no acúmulo total de N. O aproveitamento do N-fertilizante pela cana-de-açúcar foi da ordem de 60% nos estádios iniciais, reduzindo-se para aproximadamente 20% próximo à fase de maturação. O íon cloreto reduziu a concentração de nitrato no solo devido a ação do ânion na reação de nitrificação. A incorporação de resíduo de cana-de-açúcar ao solo promoveu maiores taxas de imobilização do N e a aplicação de sulfato de amônio resultou em maior mineralização do N nativo do solo comparado a ureia. / The addition of plant residue with high C/N ratio to the soil in a \"green cane\" system affects the balance of input/output processes of N in a soil-plant-atmosphere system. Thus, the presence of straw modifies the agroecosystem requiring adjustments in management of nitrogen fertilization. Accordingly, four studies were developed to: (i) evaluate the nutritional and productive characteristics of sugarcane crops to identify the source and N rates of greater agronomic efficiency; (ii) quantify the sugarcane N recovery from fertilizers; (iii) assess the potential inhibition of chloride ion in reaction to soil nitrification, (iv) evaluate mineralization and immobilization rates of fertilizer-N and their interaction with the native soil N. We conducted a field experiment on a Typic Hapludox with sugarcane, in the 2009/2010 harvest. The experimental design was a randomized block with four replications and nine treatments with nitrogen sources: ammonium sulfate, YaraBela NitromagTM, ammonium nitrate and urea at 100 kg N ha-1, ammonium chloride at N doses: 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 and control. Microplots were installed with application of nitrogen sources labeled 15N at 100 kg N ha-1. Nitrogen fertilizers were applied manually over straw. Subsequently, previously collected soil samples were incubated aerobically for 21 days. The experimental design was completely randomized with four replications and the treatments consisted of ammonium sulfate or ammonium chloride at 100 mg N kg-1 with potassium chloride at a chlorine dose 100 or 200 mg kg-1. We also evaluated doses of ammonium chloride (50, 100, and 200 mg N kg-1). Forms of mineral-N were determined by Flow Injection Analysis (FIA) system. Soil samples were incubated aerobically for 20 weeks. The experimental design was completely randomized with three replications and six treatments, comprising a 3x2 factorial (amidic-N, ammonium- N or without N versus with or without cane residue). Nitrogen sources (enriched with 2 atom% 15N) were applied to the soil surface at a N dose of 100 mg kg-1 and residue sugarcane incorporated at 5.2 g kg-1. The N supply in ammonium chloride form resulted in decreased yield of sugar and stalks. Nitric-ammonium sources promoted higher activity of nitrate reductase in sugarcane leave; however, they did not affect total N accumulation. The sugarcane recovery of fertilizer-N was approximately 60% in early stages, dropping to about 20% near the maturity stage. The chloride ion reduced nitrate concentration in soil due to the anion action in the nitrification reaction. The sugarcane residue incorporation to the soil showed higher N immobilization rates and the use of ammonium sulfate resulted in higher N mineralization rates of native soil N compared to urea.