Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-11Bitstream added on 2014-06-13T19:18:11Z : No. of bitstreams: 1 garcia_mrl_me_ilha.pdf: 144818 bytes, checksum: c7bfc6080d6e547db543086dc0ce6516 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Vem sendo adotado no cerrado, cada vez mais, sistemas de manejos conservacionistas, como o plantio direto ou cultivo mínimo, que auxiliam na recuperação e na busca da sustentabilidade do agrossistema. Estes sistemas favorecem numerosos processos bioquímicos que ocorrem no solo devido à atividade microbiana, com efeitos sobre as propriedades físicas e químicas do solo e reflexos sobre o desenvolvimento das plantas, a produtividade agrícola e a qualidade do ambiente. Com isso, o objetivo deste trabalho foi quantificar o carbono da biomassa microbiana (CBM), o carbono do CO2 (C-CO2) liberado e a micorrização em função da calagem e do manejo do solo, em uma área de 20 anos de plantio direto, nas culturas de feijão (cultura de inverno) e milho (cultura de verão). O experimento foi conduzido na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia, UNESP, Campus de Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria-MS. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, constituídas de 2 tratamentos (principais), 2 doses de calcário e 4 repetições cada. Os tratamentos foram: T1 - Plantio direto - calcário na superfície, sem incorporação; e T2 - Cultivo Mínimo - incorporação de calcário com o escarificador; e as doses de calcários foram: D1 - Testemunha (sem calcário) e D2 - 2000 kg ha-1 de calcário. O solo foi reclassificado como LATOSSOLO VERMELHO distrófico. Após amostragem (de 0 - 0,10 m de profundidade), o solo foi seco, peneirado (2 mm) e enviado para análise das características químicas. O CBM foi avaliado pelo método de fumigação-extração e a atividade respiratória foi verificada pela quantificação do C-CO2 liberado. Para as avaliações da porcentagem de segmentos de raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares as raízes foram clareadas, acidificadas, coloridas com azul de... . / There is a steady increase in the employment of conservation management systems such as no-tillage or minimum-tillage in the Brazilian 'cerrado', which help in the recovery and maintenance of the agrosystem sustainability. These systems benefits several biochemical processes that take place in the soil due to microbial activity, which impact its physical and chemical properties and reflect on the development of plants, agricultural yield and the environment quality. The objective of this research was to quantify the microbial biomas-C, the C-CO2 evaluated and the mycorrhization in relation to limestone application and soil management, in a site under no-tillage for 20 years. The experiment was deployed at the Teaching and Research Farm (Selvíria, Mato Grosso do Sul State, Brazil) of the College of Engineering of Ilha Solteira, UNESP. The experimental design was a split plot, with two managements (main) and two levels of limestone, with four replications each. Treatments were T1 - No-tillage: surface limestone application, with no incorporation and T2 - Minimum-tillage: limestone incorporation with chisel plowing, while limestone levels were D1 - control (no limestone) and D2 - 2,000 kg ha-1 limestone. The soil was reclassified as a red 'latossol' (oxisol). After sampling the soil was dried, sieved (2 mm mesh) and analyzed for its chemical properties. The microbial biomass-C was estimated by the fumigation-extraction method and respiratory activity was estimated by the quantification of the C-CO2 evaluated. Roots were clarified, acidified, stained with 0.05 trypan blue and preserved in lactoglycerol in order to estimate the percentage of root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. The assessment of mycorrhizal colonization was performed in 40 segments (one cm long), for each replication and treatment, under a... (Complete abstract, click electronic address below).

Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

The aim of this thesis is to broaden knowledge about the possibilities of using modern stubble plough with minimum tillage in agricultural production. In order to evaluate the work of selected indicators stubble machines was based small ? plot experiments at selected station. The experiment was evaluated lumps, depth of tillage and crop residue incorporation of selected machines. Further economic evaluaiton was carried out operating costs of used machines. The use of machines were evaluated according to the results obtained reccomended in agricultural practice.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Restos de culturas e outros materiais vegetais tÃm sido usados como cobertura morta no sistema de plantio direto em vÃrias regiÃes do Brasil. No Nordeste essa prÃtica à pouco comum e existe desconhecimento sobre o comportamento dessas coberturas nas condiÃÃes do semiÃrido quanto à degradaÃÃo e seus efeitos sobre a produtividade das culturas e caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas do solo. Uma pesquisa foi conduzida na Fazenda Lavoura Seca, QuixadÃ, CearÃ, com o objetivo de avaliar a produtividade de grÃos de milho (Zea mays L) e feijÃo-caupi (Vigna unguiculata L Walp.) e algumas caracterÃsticas de um Argissolo Vermelho Amarelo quando submetido a um sistema de plantio direto em cinco tipos de cobertura morta provenientes de: vegetaÃÃo natural; milheto (Pennisetum americanum sin. tiphoydes); braquiÃria (Brachiaria brizantha); sorgo forrageiro (Sorghum bicolor L. Moench); e do plantio convencional, em dois sistemas de rotaÃÃo de culturas SPD1 (feijÃo-caupi em sucessÃo ao milho) e SPD2 (milho em sucessÃo ao feijÃo-caupi). As coberturas mortas foram avaliadas quanto à duraÃÃo, taxa de decomposiÃÃo e seus efeitos sobre as caracterÃsticas do solo densidade, densidade de partÃculas, porosidade total, micro porosidade, macro porosidade e teor de umidade, na profundidade de zero a 20 cm, nos anos agrÃcolas 2008 e 2009. NÃo foram constatadas diferenÃas significativas entre a biomassa produzida pela vegetaÃÃo natural e a proporcionada pela braquiÃria, milheto e sorgo forrageiro no SPD1 e SPD2. A degradaÃÃo dos resÃduos no perÃodo de avaliaÃÃo foi maior onde o feijÃo-caupi foi sucedido pelo milho. A produtividade do milho nÃo diferiu entre as coberturas e plantio convencional em 2008 e 2009. A produtividade de grÃos do feijÃo-caupi foi maior no plantio convencional do que nos tratamentos com cobertura morta podendo ser atribuÃdo ao melhor controle das plantas daninhas no sistema convencional. As diferentes coberturas mortas proporcionaram aumento na densidade do solo e diminuiÃÃo na porosidade total e macro porosidade / Crops and others vegetal residues are used as death cover in minimum tillage in several regions of Brazil. In the Northeast this practice is not yet generalized and there is a poor knowledge about the plant residues degradation under semi-arid conditions and its effects on crop productivity and the physical and chemical soil characteristics. This work was carried out at Dry Farm Experimental Station, Quixada, Ceara, in order to evaluate the corn and cowpea yield growing under minimum tillage with two crop rotation systems, SPD1 (cowpea following corn) and SPD2 (corn following cowpea) and five types of death cover originated from natural vegetation, millet (Pennisetum americanum sin. tiphoydes); brachiaria grass (Brachiaria brizantha); forage sorghum, (Sorghum bicolor L. Moench) and conventional tillage. It was also evaluated the effects of these rotation systems and deaths covers over soil density, particle density, micro and macro porosity, percentage of soil humidity at 20cm depth of a Red Yellow Argissol during 2008 and 2009. It was not found significant differences between the biomass yields of brachiaria grass, millet and sorghum in SPD1 and SPD2. The deaths cover degradation during the two years of evaluation was higher where the cowpea was followed by corn. The corn yield was not significantly different between the death covers and conventional tillage. The better cowpea yield under conventional tillage could be caused by a better weed control. The death cover tested increased the soil density and decreases the macro and total soil porosity

Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

The reported requirement for a higher weeding effort due to increased weed infestations under conservation agriculture (CA) relative to conventional mouldboard plough tillage is perceived by both smallholder farmers and extension workers as the main limiting factor to the widespread adoption of CA by smallholder farmers in southern Africa. However, proponents of CA argue that weeds are only a problem under CA in the initial two years and decline afterwards resulting in reduced labour requirements for weeding under CA. They further posit that weeds are only major problem where minimum tillage (MT) is adopted without crop residue mulching and diverse crop rotations. This thesis explores the effect of time under CA on weed population dynamics and crop growth under the recommended CA practices and actual smallholder farmer practice in semi-arid Zimbabwe. Assessment of weed and crop growth on a long-term CA experiment at Matopos Research Station revealed that the MT systems of planting basins and ripper tine were associated with higher early season weed density and biomass than conventional early summer mouldboard tillage (CONV) in both the fifth (cowpea phase) and sixth (sorghum phase) years of CA. This increased weed infestation within the first four weeks after planting in CA necessitated early weeding to provide a clean seedbed and avert significant crop yield loss. Maize mulching only suppressed early season weed growth in sorghum mostly at a mulch rate of 8 t ha-1 which is not a mulching rate that is attainable on most smallholder farms. However, the lower maize residue mulch rate of 4 t ha-1 was consistently associated with increased weed emergence and growth as from the middle of the cropping season in both crop species. The increased weed infestations under the mulch were probably due to the creation of ‘safe sites’ with moist conditions and moderate temperatures. The high weed growth under the mulch contributed to the low sorghum grain yield obtained under mulched plots. In addition, maize mulching was also associated with a less diverse weed community that was dominated by the competitive Setaria spp. and difficult to hoe weed Eleusine indica (L.) Gaertn. However, the weed community under CA was similar to that under CONV tillage with no evidence of a shift to the more difficult to control weed species. The increased early season weed growth and high weed pressure under CA meant that it was still necessary to hoe weed four times within the cropping season to reduce weed infestations and improve crop growth even after four years of recommended CA practices. Early and frequent weeding was effective in reducing weed growth of most species including Setaria spp. and E. indica demonstrating that on smallholder farms where labour is available hoe weeding can provide adequate weed control. The wider spacing recommended for use in CA contributed to the low cowpea and sorghum grain yields obtained under CA compared to CONV tillage. On smallholder farms in Masvingo District, the MT system of planting basin (PB) was the only conservation farming (CF) component adopted by farmers. There was no difference in the total seedling density of the soil weed seed bank and density of emerged weeds in the field in PB and conventional mouldboard ploughing done at first effective rains (CONV tillage). However, the first weeding in PB was done at least 15 days earlier (P < 0.05) than in CONV tillage suggesting high early season weed growth in PB relative to CONV tillage. As weed density did not decline with time in PB, weed management did not differ with increase in years under PB. Shortage of inputs such as seed and fertiliser was identified by smallholder farmers as the most limiting factor in PB crop production with the area under PB was equivalent to the seed and fertiliser provided by CARE International for most farmers. On this small area, weeds could be managed by available family labour. Double the maize grain yield was obtained in PB (mean: 2856 kg ha-1) due to improved weed management and soil fertility. However, the use of poorly stored composts was found to introduce weeds into some PB fields. The findings of this study demonstrated that weed pressure was still high and weed management were still a challenge under the practice recommended to smallholder farmers in Zimbabwe even in the sixth year of practice. There is, therefore, a need for research on the economic feasibility of using herbicides, intercropping and optimal crop density to ameliorate the high weed pressure under CA. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2013. / Plant Production and Soil Science / unrestricted

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The managedment of the pig manure, in the slurry or solid form (deep bedding), and how it is applied to the soil, in the surface or incorporated, must affect the dynamics of the C and the N in the soil. The objectives of this work were: 1) to evaluate the dynamics of the C and the N in soil and to evaluate the N supply to maize which were applied pig manure in the slurry and solid form, in no-tillage and minimum tillage system; and 2) to use the STICS model (BRISSON et al., 1998) to simulate the dynamics of N and water in the soil-plant system with the use of pig slurry in maize under no-tillage system. To reach the first objective, three experiments were realized. Two of them in the field conditions, during the period of 2002/03 in the Experimental Area of the UFSM/RS Soil Department in a typic Hapludult and one of them in laboratory conditions. The treatments consisted in the application or no application of pig manure in the slurry and solid form (deep bedding) on the crop oats residues with and without incorporation to the soil in the maize. Aiming to reach the second objective, a data set generated in the Experimental Area of the UFSM Soil Department during the period of 1998 to 2002, involving the N dynamics in the soil-plant system, with the use of pig slurry in notillage system was used. The gotten results had indicated that the N losses by NH3 volatilization were higher with the application of pig slurry than with the application of solid manure and that these losses decrease with the incorporation of the manure to the soil. The amounts of mineral N in the soil layer of 0-90 cm did not differ between the treatments with and without incorporation of the manure in spite of the lost N amount by volatilization has been higher in the treatment without incorporation. The incorporation of the manure to the soil did not increase the straw C decomposition and nor the N immobilization. The presence of the oats straw stimulated the immobilization of the ammoniacal N applied with the pig slurry. The solid manure presented low nitrogenous fertilizing otential to the maize when compared to the pig slurry in terms of the low mineralization rate of the organic N, present in the deep bedding. The N-N2O emission increased with the application of the pig slurry on the oats straw in relation to the system with straw and without pig slurry. The pig slurry ammoniacal 15N recovery by the maize in physiological maturation stage was only 14.9%. In the same period, only 49.2% of the ammoniacal 15N applied with the slurry pig slurry were recuperated in the soil and the plant (aerial part + roots), indicating that more than a half of the ammoniacal N applied with the pig slurry was lost through the volatilization, lixiviation and denitrification processes. The STICS model underestimates the amount of N lost by ammonia volatilization after the pig slurry application. The use of a factor in STICS to express the N losses by ammonia volatilization provided an improvement in the simulations of the N dynamics in the soil. The water dynamics in the soil layer of 0 - 60 cm was simulated by STICS with an error lower than 13.5%. These work results showed that the STICS reparametred model presents potential to be used in subtropical weather conditions in the simulation of the N and water dynamics in no-tillage system with the use of pig manure. / A forma como os dejetos de suínos são manejados, se na forma líquida ou sólida (cama sobreposta), e o modo de aplicação dos mesmos no solo, se na superfície ou incorporados, devem afetar a dinâmica do C e do N no solo. Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar a dinâmica do C e do N no solo e o fornecimento de N ao milho com uso de dejetos de suínos na forma líquida e sólida, em sistema plantio direto e preparo reduzido do solo; e 2) utilizar o modelo STICS (BRISSON et al., 1998) para simular a dinâmica do N e da água no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto de milho. Para atingir o primeiro objetivo, foram realizados três experimentos, sendo dois em condições de campo, no período de 2002/03 na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM/RS, em solo Argissolo Vermelho distrófico arênico, e um em condições de laboratório. Os tratamentos consistiram da aplicação ou não de dejetos de suínos na forma líquida e sólida (cama sobreposta), sobre os resíduos culturais de aveia com e sem incorporação ao solo, na cultura do milho. Com vistas ao alcance do segundo objetivo, foi utilizado um conjunto de dados gerados na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM no período de 1998 a 2002 envolvendo a dinâmica do N no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto. Os resultados obtidos indicaram que as perdas de N por volatilização de NH3 foram maiores com a aplicação de dejetos líquidos de suínos do que com a aplicação de dejetos sólidos e que essas perdas diminuíram com a incorporação dos dejetos ao solo. As quantidades de N mineral na camada de 0-90 cm do solo não diferiram entre os tratamentos com e sem incorporação dos dejetos apesar da quantidade de N perdida por volatilização ter sido maior no tratamento sem incorporação. A incorporação dos dejetos ao solo não aumentou a decomposição do C da palha e nem a imobilização de N. A presença da palha de aveia estimulou a imobilização do N amoniacal aplicado com os dejetos de suínos. Os dejetos sólidos apresentaram baixo potencial fertilizante nitrogenado ao milho, comparado aos dejetos líquidos, em função da baixa taxa de mineralização do N orgânico presente na cama sobreposta. A emissão de N-N2O aumentou com a aplicação dos dejetos líquidos sobre a palha de aveia em relação ao sistema com palha e sem dejetos. A recuperação do 15N amonical dos dejetos líquidos pelo milho no estádio de maturação fisiológica foi de apenas 14,9%. Nesse mesmo período, apenas 49,2% do 15N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos de suínos foram recuperados no solo e na planta (parte aérea + raízes), indicando que mais da metade do N amoniacal aplicado com os dejetos foi perdido através dos processos de volatilização, lixiviação e desnitrificação. O modelo STICS subestimou a quantidade de N perdida por volatilização de amônia, após a aplicação dos dejetos de suínos. O uso de um fator em STICS para expressar a perdas de N por volatilização de amônia proporcionou uma melhora nas simulações da dinâmica do N no solo. A dinâmica da água na camada 0 60 cm do solo foi simulada por STICS com um erro inferior a 13,5%. Os resultados desse estudo evidenciaram que o modelo STICS reparametrado apresenta potencial para ser utilizado em condições de clima subtropical na simulação da dinâmica do N e da água em sistema plantio direto com o uso de dejetos de suínos.