O uso ineficiente do nitrogênio (N) é um problema global, que pode diminuir a sustentabilidade da produção agrícola da cana-de-açúcar para fins energéticos devido às emissões de N2O oriundas da fertilização nitrogenada. A eficiência de utilização de nitrogênio (EUN) tem sido pouco estudada em genótipos de cana-de-açúcar, o que pode ser preocupante devido a importância da cultura para o país. O objetivo desse estudo foi avaliar a EUN de genótipos de cana-de-açúcar, verificando se genótipos contrastantes tem preferência de absorção por amônio ao invés de nitrato, e checar se extratos radiculares de Brachiaria humidicola e Saccharum spontaneum aumentam a eficiência de utilização de N pela cultura. Para isso três experimentos foram desenvolvidos em condições controladas em casa-de-vegetação e câmara de crescimento. No primeiro deles, 18 genótipos foram submetidos a dois níveis de N: limitante (baixo N) e suficiente (alto N). Posteriormente, quatro genótipos selecionados quanto a EUN do primeiro experimento, foram cultivados em câmara de crescimento por 69 dias, onde receberam quantidades conhecidas de N-fertilizante marcado ou no 15NH4+ ou no 15NO3-, sendo avaliados 24 e 72 horas após a aplicação do fertilizante marcado. Um terceiro ensaio foi realizado, em que extratos radiculares de Brachiaria humidicola (BCH) e Saccharum spontaneum (SCS) foram aplicados ao solo com o intuito de verificar seu potencial como inibidor da nitrificação, comparando-os com a dicianodiamida (DCD), e seu efeito para o aumento do aproveitamento do N pela cana-de-açúcar. No experimento de EUN verificou-se grande variação entre os genótipos. Dos 18 genótipos avaliados, seis foram classificados como responsivos a N e eficientes na utilização de N, três foram não eficientes e responsivos; dois foram eficientes e não responsivos, e sete não eficientes e não responsivos. Esse resultado comprova que a recomendação da adubação nitrogenada pode realmente estar pouco precisa, pois não leva em consideração a EUN de cada genótipo, sendo realizada uma aplicação genérica. As medições de fotossíntese mostraram que os genótipos mais eficientes na utilização do N, não necessariamente possuem as taxas fotossintéticas mais elevadas, estando a EUN diretamente relacionada à quantidade de raízes das plantas. No segundo trabalho, verificou-se que o N na planta proveniente do fertilizante (NPPF), 72 horas após a aplicação do N, foi 36% menor quando a fonte marcada foi NO3-, atestando que a cana-de-açúcar tem preferência de absorção por amônio em relação ao nitrato nos primeiros dias após a adubação nitrogenada. Por fim, os resultados do terceiro ensaio mostraram que a aplicação de sulfato de amônio (SA), associado ao inibidor sintético DCD, manteve os valores de N-NO3- baixos ao longo de todo período de avaliação (durante 60 dias), enquanto que com SA, SA+BCH e SA+SCS houve um aumento na concentração de nitrato no solo já a partir de 15 dia após a fertilização. O uso de DCD reduziu o fluxo médio de N2O durante o período de avaliação em relação ao uso isolado do fertilizante, o que não foi observado com o uso de extratos de raízes de Brachiaria humidicola e Saccharum spontaneum / Low effectiveness of nitrogen (N) from fertilizers is a worldwide concern, which can threaten the sustainability of sugarcane production for energy purposes, due to N2O emissions from nitrogen fertilization. The nitrogen use efficiency (NUE) has been few studied in sugarcane genotypes, which can be an important issue due the importance of crop for Brazil. The aim of this study was to evaluate the NUE of sugarcane genotypes, checking if contrasting genotypes relating to NUE have preference by ammonium absorption instead of nitrate; and testing if root extracts of Brachiaria humidicola and Saccharum spontaneum have potential to increase NUE by sugarcane. For this, three experiments were performed under controlled conditions (glasshouse and growth chambers). In the first trial 18 genotypes were subjected to N rates: limiting (low N) and sufficient (high N). Further, four genotypes were selected regarding to NUE being grown for 69 days at growth chamber, when it received N fertilizer labeled whether 15NH4+ or 15NO3-. After that, the plants were assessed at 0, 24 and 72 hours after N application. The third experiment was carried out to evaluated if root extracts of Brachiaria humidicola (BCH) and Saccharum spontaneum (SCS) have potential as nitrification inhibitor compared to dicyandiamide (DCD) aiming to increase NUE by sugarcane. In the first trial there was great variation of NUE among genotypes. The results of NUE permitted to classify the genotypes relating to NUE as responsive to N and efficient to use N (six genotypes); not efficient and responsive to N (three genotypes); efficient and not responsive to N (two genotypes); not efficient and not responsive to N (seven genotypes). This result showed that recommendation of nitrogen fertilization currently used in Brazil is quite imprecision, because it not consider NUE of each genotype. The photosynthesis index not showed good correlation to NUE. The best NUE was obtained in genotypes with very well root growth (biomass). The second experiment was verified that sugarcane genotypes has preference by ammonium few days after 15N-fertilizer application (72h). The plants fertilized with 15N-nitrate uptake 36% less N than those plants fertilized with 15N-ammonium. The results of third experiment showed that the use of ammonium sulfate (AS) plus DCD kept low the NO3--N content in the soil for whole time of experiment (60 days), whereas with AS, AS + BCH and AS + SCS there was an increase in the nitrate content in the soil after 15 days of fertilization. The use of DCD together to AS reduced the N2O emission compared to plants fertilized with only with AS or with AS and others potential natural inhibitors of nitrification (root extracts of Brachiaria humidicola and Saccharum spontaneum)

O uso ineficiente do nitrogênio (N) é um problema global, que pode diminuir a sustentabilidade da produção agrícola da cana-de-açúcar para fins energéticos devido às emissões de N2O oriundas da fertilização nitrogenada. A eficiência de utilização de nitrogênio (EUN) tem sido pouco estudada em genótipos de cana-de-açúcar, o que pode ser preocupante devido a importância da cultura para o país. O objetivo desse estudo foi avaliar a EUN de genótipos de cana-de-açúcar, verificando se genótipos contrastantes tem preferência de absorção por amônio ao invés de nitrato, e checar se extratos radiculares de Brachiaria humidicola e Saccharum spontaneum aumentam a eficiência de utilização de N pela cultura. Para isso três experimentos foram desenvolvidos em condições controladas em casa-de-vegetação e câmara de crescimento. No primeiro deles, 18 genótipos foram submetidos a dois níveis de N: limitante (baixo N) e suficiente (alto N). Posteriormente, quatro genótipos selecionados quanto a EUN do primeiro experimento, foram cultivados em câmara de crescimento por 69 dias, onde receberam quantidades conhecidas de N-fertilizante marcado ou no 15NH4+ ou no 15NO3-, sendo avaliados 24 e 72 horas após a aplicação do fertilizante marcado. Um terceiro ensaio foi realizado, em que extratos radiculares de Brachiaria humidicola (BCH) e Saccharum spontaneum (SCS) foram aplicados ao solo com o intuito de verificar seu potencial como inibidor da nitrificação, comparando-os com a dicianodiamida (DCD), e seu efeito para o aumento do aproveitamento do N pela cana-de-açúcar. No experimento de EUN verificou-se grande variação entre os genótipos. Dos 18 genótipos avaliados, seis foram classificados como responsivos a N e eficientes na utilização de N, três foram não eficientes e responsivos; dois foram eficientes e não responsivos, e sete não eficientes e não responsivos. Esse resultado comprova que a recomendação da adubação nitrogenada pode realmente estar pouco precisa, pois não leva em consideração a EUN de cada genótipo, sendo realizada uma aplicação genérica. As medições de fotossíntese mostraram que os genótipos mais eficientes na utilização do N, não necessariamente possuem as taxas fotossintéticas mais elevadas, estando a EUN diretamente relacionada à quantidade de raízes das plantas. No segundo trabalho, verificou-se que o N na planta proveniente do fertilizante (NPPF), 72 horas após a aplicação do N, foi 36% menor quando a fonte marcada foi NO3-, atestando que a cana-de-açúcar tem preferência de absorção por amônio em relação ao nitrato nos primeiros dias após a adubação nitrogenada. Por fim, os resultados do terceiro ensaio mostraram que a aplicação de sulfato de amônio (SA), associado ao inibidor sintético DCD, manteve os valores de N-NO3- baixos ao longo de todo período de avaliação (durante 60 dias), enquanto que com SA, SA+BCH e SA+SCS houve um aumento na concentração de nitrato no solo já a partir de 15 dia após a fertilização. O uso de DCD reduziu o fluxo médio de N2O durante o período de avaliação em relação ao uso isolado do fertilizante, o que não foi observado com o uso de extratos de raízes de Brachiaria humidicola e Saccharum spontaneum / Low effectiveness of nitrogen (N) from fertilizers is a worldwide concern, which can threaten the sustainability of sugarcane production for energy purposes, due to N2O emissions from nitrogen fertilization. The nitrogen use efficiency (NUE) has been few studied in sugarcane genotypes, which can be an important issue due the importance of crop for Brazil. The aim of this study was to evaluate the NUE of sugarcane genotypes, checking if contrasting genotypes relating to NUE have preference by ammonium absorption instead of nitrate; and testing if root extracts of Brachiaria humidicola and Saccharum spontaneum have potential to increase NUE by sugarcane. For this, three experiments were performed under controlled conditions (glasshouse and growth chambers). In the first trial 18 genotypes were subjected to N rates: limiting (low N) and sufficient (high N). Further, four genotypes were selected regarding to NUE being grown for 69 days at growth chamber, when it received N fertilizer labeled whether 15NH4+ or 15NO3-. After that, the plants were assessed at 0, 24 and 72 hours after N application. The third experiment was carried out to evaluated if root extracts of Brachiaria humidicola (BCH) and Saccharum spontaneum (SCS) have potential as nitrification inhibitor compared to dicyandiamide (DCD) aiming to increase NUE by sugarcane. In the first trial there was great variation of NUE among genotypes. The results of NUE permitted to classify the genotypes relating to NUE as responsive to N and efficient to use N (six genotypes); not efficient and responsive to N (three genotypes); efficient and not responsive to N (two genotypes); not efficient and not responsive to N (seven genotypes). This result showed that recommendation of nitrogen fertilization currently used in Brazil is quite imprecision, because it not consider NUE of each genotype. The photosynthesis index not showed good correlation to NUE. The best NUE was obtained in genotypes with very well root growth (biomass). The second experiment was verified that sugarcane genotypes has preference by ammonium few days after 15N-fertilizer application (72h). The plants fertilized with 15N-nitrate uptake 36% less N than those plants fertilized with 15N-ammonium. The results of third experiment showed that the use of ammonium sulfate (AS) plus DCD kept low the NO3--N content in the soil for whole time of experiment (60 days), whereas with AS, AS + BCH and AS + SCS there was an increase in the nitrate content in the soil after 15 days of fertilization. The use of DCD together to AS reduced the N2O emission compared to plants fertilized with only with AS or with AS and others potential natural inhibitors of nitrification (root extracts of Brachiaria humidicola and Saccharum spontaneum)

A mudança do uso da terra modifica os ciclos dos elementos no solo, com alterações nos fluxos dos gases do efeito estufa (GEE). O tempo de implantação do sistema plantio direto associado a uma planta de cobertura (SPD) pode recuperar o estoque de carbono (C) no solo e mitigar o aumento da temperatura global devido à elevação da concentração dos gases do efeito estufa. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos estoques de C e N do solo com o tempo de implantação do SPD tomando como referência absoluta a condição original (Cerradão) e, também com referencia relativa áreas com mudança do uso da terra, uma sob pastagem, e outra sob plantio convencional. O estudo foi realizado em áreas situadas no município de Rio Verde-GO (17º50\' a 18º20\' S e 51º43\' a 50º19\' O), em um Latossolo Vermelho distrófico com teores de argila entre 50 e 70 %. O delineamento experimental empregado foi inteiramente casualisados com parcelas subdivididas, constando de doze áreas, estas divididas em três sub-áreas cada qual com seis pontos de amostragem e cinco profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm). As áreas amostradas foram três sob Cerradão (CE, 2CE e 3CE); uma sob pastagem (PA), uma sob plantio convencional (PC), e sete em SPD com uma área de conversão do plantio convencional para o SPD (PD 0) e áreas com 4, 5, 7, 8, 10 e 12 anos de implantação do sistema (PD 4, PD 5, PD 7, PD 8, PD 10, PD 12). As variáveis estudadas foram: os atributos físicos e químicos, os estoques de C e N e a composição isotópica do 13C/12C e 15N/14N. Os fluxos dos GEE (CO2, N2O e CH4) foram determinados no CE, PA PC e PD com 8, 10 e 12 anos, além das quantidades de N-inorgânico e C e N-microbiano. Os resultados deste estudo mostraram que o SPD promoveu melhoria nos atributos físicos como a redução da compactação do solo, e nos atributos químicos como o aumento do pH e da disponibilidade de K, P, Ca e magnésio nas camadas superficiais do solo. Os estoques de C e N foram maiores nas áreas sob Cerradão (80 e 4 Mg ha-1, respectivamente para o C e N). Os menores valores nos estoques de C foram reportados no PD 0, PC e PA (54; 62 e 64 Mg ha-1, respectivamente). O tempo de implantação do SPD aumentou o estoque de C no solo, de modo que no PD 12 foi encontrado estoque de C igual as áreas sob Cerradão. A taxa anual de acúmulo de C no SPD foi calculada em 1,26 Mg ha-1 ano-1 (0-40 cm). As quantidades médias de C e N-microbiano e N-inorgânico foram encontradas no CE, o Nnitrato correspondeu a 60 % do total em todas as áreas. A maior emissão total em Cequivalente foi observado na PA (160 kg ha-1 ano-1), no CE foi de 135 kg ha-1 ano-1, enquanto que para o PC e SPD as emissões foram de 121 e 129 kg ha-1 ano-1, respectivamente. O seqüestro de C no solo sob SPD para a situação avaliada foi de 1,13 Mg ha-1 ano-1. O SPD mostrou neste estudo, que é uma prática agrícola que melhora as condições do solo, promovendo o aumento no estoque de C sem o aumento nas emissões de N2O e CH4 podendo tornar-se uma alternativa para mitigar as emissões dos GEE, garantindo a sustentabilidade do sistema produtivo / The land-use change transforms the elements cycles in the soil, with alterations in the greenhouse gas (GHG) emissions. The time of implementation of the no-tillage system associated with a cover crop (NT) can recover the carbon (C) stocks in the soil and thus mitigate the global temperature increase due increasing GHG concentration. Therefore, the objective of this work was to evaluate the alterations of the soil carbon and nitrogen stocks following implementation time of no-tillage (NT) system taking as absolute reference the original condition (Cerradão) and, also, as relative reference, areas with other land use change, one under pasture, and other under conventional tillage. The study was done in areas located at Rio Verde (Goias state, Brazil) (17°50\' to 18°20\' S and 51°43\' to 50°19\' W), in a Oxisol (very clayed Red Dystrofic typic Latosol) with clay contents in the range 50 - 70 %. At each site, samples were taken randomly with subdivided parcels; these sites were divided in three sub-areas with six sampling locations and five depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40 cm.). The sampled sites were three under ?Cerradão? (CE, 2CE and 3CE); one pasture (PA), one conventional tillage (CT), and seven situations under no-tillage system with an area recently converted from conventional tillage to no-tillage (NT 0), and areas with 4, 5, 7, 8, 10 and 12 years of implementation of the no-tillage (NT-4, NT-5, NT-7, NT-8, NT-10 and NT- 12). The variables studied were: physical and chemical attributes, the C and N stocks and the isotopic composition of 13C/12C and 15N/14N. The GHG emissions (CO2, N2O and CH4) were measured in CE, PA, CT and NT with 8, 10, and 12 years together with the quantity of inorganic-N and microbial C and N. The results of this study showed that these no-tillage systems guaranteed the physical attribute improvement with the decrease of the soil compaction and in the chemical attributes with increase of pH and of the availability of K, P, Ca and magnesium in the soil superficial layers. The carbon and nitrogen stocks were higher in ?Cerradão? (80 and 4 Mg ha-1, respectively to C and N). The lowest values in the carbon stocks were reported in NT-0, CT and PA (54; 62 and 64 Mg ha-1, respectively). The implementation time of no-tillage (NT) system increased the carbon stock in the soil, leading to carbon stock in the NT-12 area in the same level of the ?Cerradão? areas. The annual soil C accumulation in the NT system was calculated in 1,26 Mg ha-1 yr?1 (0-30 cm). For all areas, the average quantities of C and microbial-N and inorganic-N were found in CE, nitrate-N corresponded 60 % of the total. The highest total emission in C-equivalent was observed in PA (160 kg ha-1 yr-1), in CE it was 135 kg ha-1 yr-1, and amounted 121 and 129 135 kg ha-1 yr-1 for the CT and NT respectively. The carbon sequestration in the soil under (NT) for the studied situations was 1,13 Mg ha-1 yr-1. The No-tillage (NT) system studied showed to be an agricultural practice that improves the soil condition, promoting the increase of carbon stock without the increase of N2O and CH4 emissions, being thus an alternative to diminish the GHG emissions, and guaranteeing the sustainability of the productive system

A mudança do uso da terra modifica os ciclos dos elementos no solo, com alterações nos fluxos dos gases do efeito estufa (GEE). O tempo de implantação do sistema plantio direto associado a uma planta de cobertura (SPD) pode recuperar o estoque de carbono (C) no solo e mitigar o aumento da temperatura global devido à elevação da concentração dos gases do efeito estufa. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos estoques de C e N do solo com o tempo de implantação do SPD tomando como referência absoluta a condição original (Cerradão) e, também com referencia relativa áreas com mudança do uso da terra, uma sob pastagem, e outra sob plantio convencional. O estudo foi realizado em áreas situadas no município de Rio Verde-GO (17º50\' a 18º20\' S e 51º43\' a 50º19\' O), em um Latossolo Vermelho distrófico com teores de argila entre 50 e 70 %. O delineamento experimental empregado foi inteiramente casualisados com parcelas subdivididas, constando de doze áreas, estas divididas em três sub-áreas cada qual com seis pontos de amostragem e cinco profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm). As áreas amostradas foram três sob Cerradão (CE, 2CE e 3CE); uma sob pastagem (PA), uma sob plantio convencional (PC), e sete em SPD com uma área de conversão do plantio convencional para o SPD (PD 0) e áreas com 4, 5, 7, 8, 10 e 12 anos de implantação do sistema (PD 4, PD 5, PD 7, PD 8, PD 10, PD 12). As variáveis estudadas foram: os atributos físicos e químicos, os estoques de C e N e a composição isotópica do 13C/12C e 15N/14N. Os fluxos dos GEE (CO2, N2O e CH4) foram determinados no CE, PA PC e PD com 8, 10 e 12 anos, além das quantidades de N-inorgânico e C e N-microbiano. Os resultados deste estudo mostraram que o SPD promoveu melhoria nos atributos físicos como a redução da compactação do solo, e nos atributos químicos como o aumento do pH e da disponibilidade de K, P, Ca e magnésio nas camadas superficiais do solo. Os estoques de C e N foram maiores nas áreas sob Cerradão (80 e 4 Mg ha-1, respectivamente para o C e N). Os menores valores nos estoques de C foram reportados no PD 0, PC e PA (54; 62 e 64 Mg ha-1, respectivamente). O tempo de implantação do SPD aumentou o estoque de C no solo, de modo que no PD 12 foi encontrado estoque de C igual as áreas sob Cerradão. A taxa anual de acúmulo de C no SPD foi calculada em 1,26 Mg ha-1 ano-1 (0-40 cm). As quantidades médias de C e N-microbiano e N-inorgânico foram encontradas no CE, o Nnitrato correspondeu a 60 % do total em todas as áreas. A maior emissão total em Cequivalente foi observado na PA (160 kg ha-1 ano-1), no CE foi de 135 kg ha-1 ano-1, enquanto que para o PC e SPD as emissões foram de 121 e 129 kg ha-1 ano-1, respectivamente. O seqüestro de C no solo sob SPD para a situação avaliada foi de 1,13 Mg ha-1 ano-1. O SPD mostrou neste estudo, que é uma prática agrícola que melhora as condições do solo, promovendo o aumento no estoque de C sem o aumento nas emissões de N2O e CH4 podendo tornar-se uma alternativa para mitigar as emissões dos GEE, garantindo a sustentabilidade do sistema produtivo / The land-use change transforms the elements cycles in the soil, with alterations in the greenhouse gas (GHG) emissions. The time of implementation of the no-tillage system associated with a cover crop (NT) can recover the carbon (C) stocks in the soil and thus mitigate the global temperature increase due increasing GHG concentration. Therefore, the objective of this work was to evaluate the alterations of the soil carbon and nitrogen stocks following implementation time of no-tillage (NT) system taking as absolute reference the original condition (Cerradão) and, also, as relative reference, areas with other land use change, one under pasture, and other under conventional tillage. The study was done in areas located at Rio Verde (Goias state, Brazil) (17°50\' to 18°20\' S and 51°43\' to 50°19\' W), in a Oxisol (very clayed Red Dystrofic typic Latosol) with clay contents in the range 50 - 70 %. At each site, samples were taken randomly with subdivided parcels; these sites were divided in three sub-areas with six sampling locations and five depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40 cm.). The sampled sites were three under ?Cerradão? (CE, 2CE and 3CE); one pasture (PA), one conventional tillage (CT), and seven situations under no-tillage system with an area recently converted from conventional tillage to no-tillage (NT 0), and areas with 4, 5, 7, 8, 10 and 12 years of implementation of the no-tillage (NT-4, NT-5, NT-7, NT-8, NT-10 and NT- 12). The variables studied were: physical and chemical attributes, the C and N stocks and the isotopic composition of 13C/12C and 15N/14N. The GHG emissions (CO2, N2O and CH4) were measured in CE, PA, CT and NT with 8, 10, and 12 years together with the quantity of inorganic-N and microbial C and N. The results of this study showed that these no-tillage systems guaranteed the physical attribute improvement with the decrease of the soil compaction and in the chemical attributes with increase of pH and of the availability of K, P, Ca and magnesium in the soil superficial layers. The carbon and nitrogen stocks were higher in ?Cerradão? (80 and 4 Mg ha-1, respectively to C and N). The lowest values in the carbon stocks were reported in NT-0, CT and PA (54; 62 and 64 Mg ha-1, respectively). The implementation time of no-tillage (NT) system increased the carbon stock in the soil, leading to carbon stock in the NT-12 area in the same level of the ?Cerradão? areas. The annual soil C accumulation in the NT system was calculated in 1,26 Mg ha-1 yr?1 (0-30 cm). For all areas, the average quantities of C and microbial-N and inorganic-N were found in CE, nitrate-N corresponded 60 % of the total. The highest total emission in C-equivalent was observed in PA (160 kg ha-1 yr-1), in CE it was 135 kg ha-1 yr-1, and amounted 121 and 129 135 kg ha-1 yr-1 for the CT and NT respectively. The carbon sequestration in the soil under (NT) for the studied situations was 1,13 Mg ha-1 yr-1. The No-tillage (NT) system studied showed to be an agricultural practice that improves the soil condition, promoting the increase of carbon stock without the increase of N2O and CH4 emissions, being thus an alternative to diminish the GHG emissions, and guaranteeing the sustainability of the productive system