Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2008. / Submitted by Jaqueline Oliveira (jaqueoliveiram@gmail.com) on 2008-11-12T18:22:26Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EdrianaAraujoLima.pdf: 346255 bytes, checksum: be5c5819bfecced210cdee5f99c9b128 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-01-15T13:50:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EdrianaAraujoLima.pdf: 346255 bytes, checksum: be5c5819bfecced210cdee5f99c9b128 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-01-15T13:50:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EdrianaAraujoLima.pdf: 346255 bytes, checksum: be5c5819bfecced210cdee5f99c9b128 (MD5) / Meloidogyne ethiopica foi recentemente detectado em quivi, soja, tomate, yacon e fumo no Rio Grande do Sul, São Paulo, Distrito Federal e Santa Catarina. Não existem estudos sobre a utilização de rotação de culturas com plantas antagonistas para o controle dessa espécie. O objetivo deste trabalho é estabelecer uma relação de plantas antagonistas a este nematóide. Cinqüenta e duas espécies/cultivares de plantas foram cultivadas em casa de vegetação à temperatura média de 25-30°C e foram inoculadas com 5000 ovos. O delineamento foi de blocos ao acaso com oito repetições e o tomateiro foi usado como padrão de suscetibilidade. A avaliação foi realizada sessenta dias após a inoculação, com base nos índices de galhas e massas de ovos, número de ovos/g de raiz e no fator de reprodução (FR). Das plantas selecionadas, 16 se mostraram resistentes (FR<1,0) a M. ethiopica: amendoim, nabo forrageiro, guandu forrageiro e guandu anão, mamona, mucuna anã, Crotalaria grantiana, C. apioclice, C. spectabilis, sorgo, feijão caupi e feijão caupi australiano, azevém, aveia preta e centeio, (as três últimas, boas antagonistas de inverno). Das espécies que se mostraram suscetíveis, mucuna preta, arroz, serradela, ervilhaca comum e milheto tiveram baixos fatores de reprodução, embora FR>1.0. Milho, ervilhas, ervilhaca forrageira , feijão mungo e tremoço branco foram altamente suscetíveis (FR>10). Todas as plantas que apresentaram FR<1.0 são recomendadas para rotação de culturas. Dessa maneira, vários sistemas de rotação, alternando plantas de verão e inverno podem ser sugeridos para o controle efetivo de M. ethiopica em áreas contaminadas. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Meloidogyne ethiopica species was recently detected in kiwi, soybean, tomato, yacon and tobacco in the states of Rio Grande do Sul, São Paulo, Distrito Federal and Santa Catarina. Studies about the utilization of antagonistic plants in crop rotation to control M. ethiopica are not available. Fifty-two plant cultivars/species were cultivated in a greenhouse, at the average temperature of 25-30°C, and inoculated with 5,000 eggs. The pots were arranged in a randomized complete block design, with eight replicates, using tomato plant as susceptibility standard. Evaluation was done 60 days after inoculation, based on galls and egg mass indexes, number of eggs/g of root and reproduction factor (FR). Among the selected plants, 16 showed resistance (FR<1,0) to M. ethiopica: peanut, foraging turnip, foraging and dwarf pigeon pea, castor bean, Crotalaria grantiana, C. apioclice, C. spectabilis, sorghum, cowpea and Australian cowpea, ryegrass, lopsided oat and rye (the last three being good winter antagonists). Of the susceptible species, black mucuna, rice, yellow serradella, common vetch and pearl millet had low reproduction factors, although FR>1.0. Corn, pea, foraging vetch, mung bean and white lupin were highly susceptible (FR>10). All plants which presented FR<1.0 are recommended for crop rotation. Therefore, many crop systems and alternating summer and winter plants are suggested to control M. ethiopica effectively in infested areas.

O impacto dos sistemas de manejo no comportamento de solos agrícolas como fonte ou dreno de gases de efeito estufa (GEE) é dependente dos sistemas de cultura adotados. O presente estudo foi conduzido, por dois anos (2010/2011 e 2011/2012), em dois experimentos de longa duração (28 e 30 anos) em Argissolo Vermelho e teve como objetivos: (i) avaliar efeito de plantas de cobertura de solo de inverno e de verão e dos sistemas de preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) na emissão de óxido nitroso (N2O) e no balanço das emissões de GEE do solo, e (ii) identificar as variáveis meteorológicas e de solo controladoras dos fluxos de N2O do solo. O solo em PD apresentou as menores emissões de N2O em comparação ao PC nos dois anos agrícolas, enquanto as maiores emissões foram verificadas nos sistemas com presença de leguminosas de cobertura de solo. As emissões de CH4 foram baixas (< 10 Kg C equivalente.ha-1) em todos os sistemas de manejo, sendo sua magnitude praticamente desprezível no balanço de GEE. As emissões de N2O foram completamente contrabalanceadas pelo acúmulo de C no solo nos sistemas com leguminosas de cobertura, tornando o solo inclusive um sumidouro de GEE. O aumento exponencial dos fluxos de N2O do solo em valores de porosidade preenchida por água (PPA) superiores a 60-70% indicam que a desnitrificação é o principal processo responsável pela produção de N2O no solo. Por sua vez, esse comportamento foi mais característico nos sistemas que incluíam leguminosas de cobertura de solo, as quais determinaram um suprimento de N mineral para a desnitrificação através da decomposição da sua fitomassa rica em N. Os resultados obtidos indicam que a inclusão de leguminosas de cobertura de solo determinam um balanço positivo entre as emissões de N2O do solo e as taxas de retenção de C atmosférico no solo, permitindo produzir alimentos com menor impacto ambiental. / The impact of management systems in the behavior of agricultural soils as a source or sink of greenhouse gases (GHG) is dependent on the adopted crop systems. This study was conducted for two years (2010/2011 and 2011/2012), in two long-term experiments (28 and 30 yr) in an Acrisol and aimed to (i) evaluate the effect of winter and summer cover crops on N2O and CH4 emissions and GHG balance in no-till and conventionally-tilled soils, and (ii) to identify meteorological and soil variables controlling soil N2O fluxes. The soil under no-till had the lowest emissions of N2O compared to the conventional tillage, with the largest N2O emissions in cropping systems based on legume cover crops. The soil CH4 emissions were low (<10 kg C equivalent ha-1) in all soil management systems, and its magnitude was negligible for the GHG balance. The N2O emissions were completely counterbalanced by the C accumulation in the soil under the cover crops-based cropping systems, making the soil a GHG sink. The exponential increase of the soil N2O fluxes when water filled porosity space (WFPS) was higher than 60-70%, suggest denitrification as the major process involved in soil N2O production. In turn, this behavior was more characteristic in legume-based cover crops systems, which determined a mineral N supply to the denitrification through the decomposition of its N-rich biomass. The results indicate that the inclusion of legume cover crops determine a positive balance between the emissions of N2O and C atmospheric retention rates in the soil, allowing to produce food with less environmental impact.

O impacto dos sistemas de manejo no comportamento de solos agrícolas como fonte ou dreno de gases de efeito estufa (GEE) é dependente dos sistemas de cultura adotados. O presente estudo foi conduzido, por dois anos (2010/2011 e 2011/2012), em dois experimentos de longa duração (28 e 30 anos) em Argissolo Vermelho e teve como objetivos: (i) avaliar efeito de plantas de cobertura de solo de inverno e de verão e dos sistemas de preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) na emissão de óxido nitroso (N2O) e no balanço das emissões de GEE do solo, e (ii) identificar as variáveis meteorológicas e de solo controladoras dos fluxos de N2O do solo. O solo em PD apresentou as menores emissões de N2O em comparação ao PC nos dois anos agrícolas, enquanto as maiores emissões foram verificadas nos sistemas com presença de leguminosas de cobertura de solo. As emissões de CH4 foram baixas (< 10 Kg C equivalente.ha-1) em todos os sistemas de manejo, sendo sua magnitude praticamente desprezível no balanço de GEE. As emissões de N2O foram completamente contrabalanceadas pelo acúmulo de C no solo nos sistemas com leguminosas de cobertura, tornando o solo inclusive um sumidouro de GEE. O aumento exponencial dos fluxos de N2O do solo em valores de porosidade preenchida por água (PPA) superiores a 60-70% indicam que a desnitrificação é o principal processo responsável pela produção de N2O no solo. Por sua vez, esse comportamento foi mais característico nos sistemas que incluíam leguminosas de cobertura de solo, as quais determinaram um suprimento de N mineral para a desnitrificação através da decomposição da sua fitomassa rica em N. Os resultados obtidos indicam que a inclusão de leguminosas de cobertura de solo determinam um balanço positivo entre as emissões de N2O do solo e as taxas de retenção de C atmosférico no solo, permitindo produzir alimentos com menor impacto ambiental. / The impact of management systems in the behavior of agricultural soils as a source or sink of greenhouse gases (GHG) is dependent on the adopted crop systems. This study was conducted for two years (2010/2011 and 2011/2012), in two long-term experiments (28 and 30 yr) in an Acrisol and aimed to (i) evaluate the effect of winter and summer cover crops on N2O and CH4 emissions and GHG balance in no-till and conventionally-tilled soils, and (ii) to identify meteorological and soil variables controlling soil N2O fluxes. The soil under no-till had the lowest emissions of N2O compared to the conventional tillage, with the largest N2O emissions in cropping systems based on legume cover crops. The soil CH4 emissions were low (<10 kg C equivalent ha-1) in all soil management systems, and its magnitude was negligible for the GHG balance. The N2O emissions were completely counterbalanced by the C accumulation in the soil under the cover crops-based cropping systems, making the soil a GHG sink. The exponential increase of the soil N2O fluxes when water filled porosity space (WFPS) was higher than 60-70%, suggest denitrification as the major process involved in soil N2O production. In turn, this behavior was more characteristic in legume-based cover crops systems, which determined a mineral N supply to the denitrification through the decomposition of its N-rich biomass. The results indicate that the inclusion of legume cover crops determine a positive balance between the emissions of N2O and C atmospheric retention rates in the soil, allowing to produce food with less environmental impact.

O impacto dos sistemas de manejo no comportamento de solos agrícolas como fonte ou dreno de gases de efeito estufa (GEE) é dependente dos sistemas de cultura adotados. O presente estudo foi conduzido, por dois anos (2010/2011 e 2011/2012), em dois experimentos de longa duração (28 e 30 anos) em Argissolo Vermelho e teve como objetivos: (i) avaliar efeito de plantas de cobertura de solo de inverno e de verão e dos sistemas de preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) na emissão de óxido nitroso (N2O) e no balanço das emissões de GEE do solo, e (ii) identificar as variáveis meteorológicas e de solo controladoras dos fluxos de N2O do solo. O solo em PD apresentou as menores emissões de N2O em comparação ao PC nos dois anos agrícolas, enquanto as maiores emissões foram verificadas nos sistemas com presença de leguminosas de cobertura de solo. As emissões de CH4 foram baixas (< 10 Kg C equivalente.ha-1) em todos os sistemas de manejo, sendo sua magnitude praticamente desprezível no balanço de GEE. As emissões de N2O foram completamente contrabalanceadas pelo acúmulo de C no solo nos sistemas com leguminosas de cobertura, tornando o solo inclusive um sumidouro de GEE. O aumento exponencial dos fluxos de N2O do solo em valores de porosidade preenchida por água (PPA) superiores a 60-70% indicam que a desnitrificação é o principal processo responsável pela produção de N2O no solo. Por sua vez, esse comportamento foi mais característico nos sistemas que incluíam leguminosas de cobertura de solo, as quais determinaram um suprimento de N mineral para a desnitrificação através da decomposição da sua fitomassa rica em N. Os resultados obtidos indicam que a inclusão de leguminosas de cobertura de solo determinam um balanço positivo entre as emissões de N2O do solo e as taxas de retenção de C atmosférico no solo, permitindo produzir alimentos com menor impacto ambiental. / The impact of management systems in the behavior of agricultural soils as a source or sink of greenhouse gases (GHG) is dependent on the adopted crop systems. This study was conducted for two years (2010/2011 and 2011/2012), in two long-term experiments (28 and 30 yr) in an Acrisol and aimed to (i) evaluate the effect of winter and summer cover crops on N2O and CH4 emissions and GHG balance in no-till and conventionally-tilled soils, and (ii) to identify meteorological and soil variables controlling soil N2O fluxes. The soil under no-till had the lowest emissions of N2O compared to the conventional tillage, with the largest N2O emissions in cropping systems based on legume cover crops. The soil CH4 emissions were low (<10 kg C equivalent ha-1) in all soil management systems, and its magnitude was negligible for the GHG balance. The N2O emissions were completely counterbalanced by the C accumulation in the soil under the cover crops-based cropping systems, making the soil a GHG sink. The exponential increase of the soil N2O fluxes when water filled porosity space (WFPS) was higher than 60-70%, suggest denitrification as the major process involved in soil N2O production. In turn, this behavior was more characteristic in legume-based cover crops systems, which determined a mineral N supply to the denitrification through the decomposition of its N-rich biomass. The results indicate that the inclusion of legume cover crops determine a positive balance between the emissions of N2O and C atmospheric retention rates in the soil, allowing to produce food with less environmental impact.

Os sistemas de preparo do solo e as plantas de cobertura afetam a dinâmica de nitrogênio do solo condicionando o manejo do N no milho. Os objetivos principais desta pesquisa foram (i) avaliar o efeito do preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) consolidado na dinâmica de N no sistema Latossolo-milho; (ii) caracterizar o efeito das plantas de cobertura na dinâmica do N mineral do solo e na produção de milho, em PD; (iii) avaliar o resultado de diferentes plantas de cobertura no manejo da adubação nitrogenada do milho; (iv) avaliar o N mineral do solo como ferramenta para o manejo do N no milho. A pesquisa se realizou em Latossolo Bruno Alumínico típico, com alto potencial de suprimento de N ao milho, no Centro-Sul do Paraná, Brasil. O efeito dos sistemas de preparo do solo foi estudado em experimento iniciado em 1978, avaliando a safra 2006/07. O efeito das plantas de cobertura foi avaliado em parcelas com gramínea, leguminosa, crucífera, consórcio gramínea/leguminosa, pousio e solo descoberto, nas safras 2005/06 e 2006/07. Parâmetros do solo, das plantas de cobertura e do milho foram avaliados. Maior estoque de N total e C orgânico foi verificado na camada 0- 0,05 m do solo em PD o qual foi contrabalanceado pelo maior estoque destes elementos na camada de 0,1-0,2 m no solo em PC. Na camada superficial em PD determinou-se também maior estoque de N na biomassa microbiana e maior atividade da amidase e urease. Maiores teores de N mineral foram verificados primeiramente na camada superficial do solo em PD e posteriormente na camada revolvida do solo em PC. A volatilização de N-NH3 foi superior no solo em PD e alcançou 18% do N aplicado. O potencial de lixiviação de nitrato no solo em PC foi evidenciado pelo incremento nos teores deste elemento até a camada de 0,4-0,6 m com aplicação de 160 kg ha-1 de Nuréia. As leguminosas e o consórcio gramínea/leguminosa mineralizaram maior quantidade de N em relação ás gramíneas, e determinaram maior rendimento em grãos do milho; determinou-se requerimento de 90, 150 e 150 kg ha-1 de Nuréia, respectivamente, sob leguminosa, gramínea e nabo forrageiro, sendo a eficiência da adubação nitrogenada sob as mesmas, respectivamente, de 12, 33 e 30 kg grão kg-1 de N-uréia. Na cultura do milho o N-nitrato do solo pode ser utilizado como ferramenta complementar na definição da necessidade de N-fertilizante, da época de aplicação e no controle de perdas por lixiviação. / Tillage and cover crops have influence on soil nitrogen (N) dynamics with reflexs on the management of mineral N fertilization. The main objectives of this study were to evaluate: (i) the effect of conventional (CT) and no-tillage (NT) systems on soil N dynamics; (ii) the influence of winter cover crops species on soil N dynamics and maize yield; (iii) verify the necessity of adaptation of N fertilization of maize in sucession to different cover crops species; (iv) the use of soil mineral N as an auxiliar tool of mineral N fertilization of maize. The research was carried out on a Brown Oxisol with high potential of N supply, in the Middle- Shouth region of Paraná, Brazil. Long-term tillage effect was evaluated in a 28 years-old experiment that began in 1978 and it was sampled in 2006/07. The cover crops effect was evaluated in experiments carried out in 2005/06 and 2006/07 involving grasses, legumes, grasses-legumes consortium, fallow and bare soil plots. Soil, cover crops and maize variables were evaluated. The effect of no-tillage increasing total soil N and C stocks in surface soil layer (0-0.05 m) was counterbalanced by the accumulation of these elements in sub-surface soil layer (0.1-0.2 m) under conventional tillage system. Biological components of N cycle, like N-microbial biomass and activity and amidase and urease enzimes activity, were improved in the surface layer of no-tillage soil. Mineral N content in surface soil layers were improved in beginning stages of maize under notillage, while conventionally-tilled soil showed higher mineral N content some time later in the arable soil layer. The NH3 volatilization was higher in no-tillage soil attaining 18% of the applied N. Potential of N lixiviation was verified under conventional tillage under high N fertilization rates (160 kg ha-1), as evidenced by the increase of mineral N content in the 0.4-0.6 m soil layer. Legumes and consortium white oat-vetch improved N availability to maize, decreasing the reccomended N fertilization rates in comparison to the fallow or grasses cover crops. Soil nitrate can be a usefull tool for the management of mineral Nfertilization of maize crop under no-tillage system.

Os sistemas de preparo do solo e as plantas de cobertura afetam a dinâmica de nitrogênio do solo condicionando o manejo do N no milho. Os objetivos principais desta pesquisa foram (i) avaliar o efeito do preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) consolidado na dinâmica de N no sistema Latossolo-milho; (ii) caracterizar o efeito das plantas de cobertura na dinâmica do N mineral do solo e na produção de milho, em PD; (iii) avaliar o resultado de diferentes plantas de cobertura no manejo da adubação nitrogenada do milho; (iv) avaliar o N mineral do solo como ferramenta para o manejo do N no milho. A pesquisa se realizou em Latossolo Bruno Alumínico típico, com alto potencial de suprimento de N ao milho, no Centro-Sul do Paraná, Brasil. O efeito dos sistemas de preparo do solo foi estudado em experimento iniciado em 1978, avaliando a safra 2006/07. O efeito das plantas de cobertura foi avaliado em parcelas com gramínea, leguminosa, crucífera, consórcio gramínea/leguminosa, pousio e solo descoberto, nas safras 2005/06 e 2006/07. Parâmetros do solo, das plantas de cobertura e do milho foram avaliados. Maior estoque de N total e C orgânico foi verificado na camada 0- 0,05 m do solo em PD o qual foi contrabalanceado pelo maior estoque destes elementos na camada de 0,1-0,2 m no solo em PC. Na camada superficial em PD determinou-se também maior estoque de N na biomassa microbiana e maior atividade da amidase e urease. Maiores teores de N mineral foram verificados primeiramente na camada superficial do solo em PD e posteriormente na camada revolvida do solo em PC. A volatilização de N-NH3 foi superior no solo em PD e alcançou 18% do N aplicado. O potencial de lixiviação de nitrato no solo em PC foi evidenciado pelo incremento nos teores deste elemento até a camada de 0,4-0,6 m com aplicação de 160 kg ha-1 de Nuréia. As leguminosas e o consórcio gramínea/leguminosa mineralizaram maior quantidade de N em relação ás gramíneas, e determinaram maior rendimento em grãos do milho; determinou-se requerimento de 90, 150 e 150 kg ha-1 de Nuréia, respectivamente, sob leguminosa, gramínea e nabo forrageiro, sendo a eficiência da adubação nitrogenada sob as mesmas, respectivamente, de 12, 33 e 30 kg grão kg-1 de N-uréia. Na cultura do milho o N-nitrato do solo pode ser utilizado como ferramenta complementar na definição da necessidade de N-fertilizante, da época de aplicação e no controle de perdas por lixiviação. / Tillage and cover crops have influence on soil nitrogen (N) dynamics with reflexs on the management of mineral N fertilization. The main objectives of this study were to evaluate: (i) the effect of conventional (CT) and no-tillage (NT) systems on soil N dynamics; (ii) the influence of winter cover crops species on soil N dynamics and maize yield; (iii) verify the necessity of adaptation of N fertilization of maize in sucession to different cover crops species; (iv) the use of soil mineral N as an auxiliar tool of mineral N fertilization of maize. The research was carried out on a Brown Oxisol with high potential of N supply, in the Middle- Shouth region of Paraná, Brazil. Long-term tillage effect was evaluated in a 28 years-old experiment that began in 1978 and it was sampled in 2006/07. The cover crops effect was evaluated in experiments carried out in 2005/06 and 2006/07 involving grasses, legumes, grasses-legumes consortium, fallow and bare soil plots. Soil, cover crops and maize variables were evaluated. The effect of no-tillage increasing total soil N and C stocks in surface soil layer (0-0.05 m) was counterbalanced by the accumulation of these elements in sub-surface soil layer (0.1-0.2 m) under conventional tillage system. Biological components of N cycle, like N-microbial biomass and activity and amidase and urease enzimes activity, were improved in the surface layer of no-tillage soil. Mineral N content in surface soil layers were improved in beginning stages of maize under notillage, while conventionally-tilled soil showed higher mineral N content some time later in the arable soil layer. The NH3 volatilization was higher in no-tillage soil attaining 18% of the applied N. Potential of N lixiviation was verified under conventional tillage under high N fertilization rates (160 kg ha-1), as evidenced by the increase of mineral N content in the 0.4-0.6 m soil layer. Legumes and consortium white oat-vetch improved N availability to maize, decreasing the reccomended N fertilization rates in comparison to the fallow or grasses cover crops. Soil nitrate can be a usefull tool for the management of mineral Nfertilization of maize crop under no-tillage system.

Os sistemas de preparo do solo e as plantas de cobertura afetam a dinâmica de nitrogênio do solo condicionando o manejo do N no milho. Os objetivos principais desta pesquisa foram (i) avaliar o efeito do preparo convencional (PC) e plantio direto (PD) consolidado na dinâmica de N no sistema Latossolo-milho; (ii) caracterizar o efeito das plantas de cobertura na dinâmica do N mineral do solo e na produção de milho, em PD; (iii) avaliar o resultado de diferentes plantas de cobertura no manejo da adubação nitrogenada do milho; (iv) avaliar o N mineral do solo como ferramenta para o manejo do N no milho. A pesquisa se realizou em Latossolo Bruno Alumínico típico, com alto potencial de suprimento de N ao milho, no Centro-Sul do Paraná, Brasil. O efeito dos sistemas de preparo do solo foi estudado em experimento iniciado em 1978, avaliando a safra 2006/07. O efeito das plantas de cobertura foi avaliado em parcelas com gramínea, leguminosa, crucífera, consórcio gramínea/leguminosa, pousio e solo descoberto, nas safras 2005/06 e 2006/07. Parâmetros do solo, das plantas de cobertura e do milho foram avaliados. Maior estoque de N total e C orgânico foi verificado na camada 0- 0,05 m do solo em PD o qual foi contrabalanceado pelo maior estoque destes elementos na camada de 0,1-0,2 m no solo em PC. Na camada superficial em PD determinou-se também maior estoque de N na biomassa microbiana e maior atividade da amidase e urease. Maiores teores de N mineral foram verificados primeiramente na camada superficial do solo em PD e posteriormente na camada revolvida do solo em PC. A volatilização de N-NH3 foi superior no solo em PD e alcançou 18% do N aplicado. O potencial de lixiviação de nitrato no solo em PC foi evidenciado pelo incremento nos teores deste elemento até a camada de 0,4-0,6 m com aplicação de 160 kg ha-1 de Nuréia. As leguminosas e o consórcio gramínea/leguminosa mineralizaram maior quantidade de N em relação ás gramíneas, e determinaram maior rendimento em grãos do milho; determinou-se requerimento de 90, 150 e 150 kg ha-1 de Nuréia, respectivamente, sob leguminosa, gramínea e nabo forrageiro, sendo a eficiência da adubação nitrogenada sob as mesmas, respectivamente, de 12, 33 e 30 kg grão kg-1 de N-uréia. Na cultura do milho o N-nitrato do solo pode ser utilizado como ferramenta complementar na definição da necessidade de N-fertilizante, da época de aplicação e no controle de perdas por lixiviação. / Tillage and cover crops have influence on soil nitrogen (N) dynamics with reflexs on the management of mineral N fertilization. The main objectives of this study were to evaluate: (i) the effect of conventional (CT) and no-tillage (NT) systems on soil N dynamics; (ii) the influence of winter cover crops species on soil N dynamics and maize yield; (iii) verify the necessity of adaptation of N fertilization of maize in sucession to different cover crops species; (iv) the use of soil mineral N as an auxiliar tool of mineral N fertilization of maize. The research was carried out on a Brown Oxisol with high potential of N supply, in the Middle- Shouth region of Paraná, Brazil. Long-term tillage effect was evaluated in a 28 years-old experiment that began in 1978 and it was sampled in 2006/07. The cover crops effect was evaluated in experiments carried out in 2005/06 and 2006/07 involving grasses, legumes, grasses-legumes consortium, fallow and bare soil plots. Soil, cover crops and maize variables were evaluated. The effect of no-tillage increasing total soil N and C stocks in surface soil layer (0-0.05 m) was counterbalanced by the accumulation of these elements in sub-surface soil layer (0.1-0.2 m) under conventional tillage system. Biological components of N cycle, like N-microbial biomass and activity and amidase and urease enzimes activity, were improved in the surface layer of no-tillage soil. Mineral N content in surface soil layers were improved in beginning stages of maize under notillage, while conventionally-tilled soil showed higher mineral N content some time later in the arable soil layer. The NH3 volatilization was higher in no-tillage soil attaining 18% of the applied N. Potential of N lixiviation was verified under conventional tillage under high N fertilization rates (160 kg ha-1), as evidenced by the increase of mineral N content in the 0.4-0.6 m soil layer. Legumes and consortium white oat-vetch improved N availability to maize, decreasing the reccomended N fertilization rates in comparison to the fallow or grasses cover crops. Soil nitrate can be a usefull tool for the management of mineral Nfertilization of maize crop under no-tillage system.

O uso de plantas de cobertura, em plantio direto, é uma prática conservacionista amplamente utilizada. Entretanto, pode intensificar as emissões de óxido nitroso (N2O), principalmente quando se tratam de leguminosas. No presente trabalho, foram realizados estudos de campo e de laboratório, visando à avaliação da utilização de plantas de cobertura na emissão de N2O em um Argissolo Vermelho do Sul do Brasil. O primeiro estudo foi realizado em experimento de longa duração (30 anos) a campo, e avaliaram-se as emissões anuais de N2O (2012/13) nas sucessões pousio/milho (Zea mays) (P/M), aveia preta (Avena strigosa (Schereb))+ervilhaca(Vigna sativa (L.))/milho (A+E/M) e aveia preta +ervilhaca/milho+caupi (Vigna unguiculata (L.) (Walp)) (A+E/M+C). Nesse estudo, as emissões variaram de 2,30 mg m-2 no sistema P/M a 5,30 e 9,57 mg m-2, nos sistemas A+E/M e A+E/M+C, respectivamente. Os maiores fluxos de N2O ocorreram no período pós-manejo das plantas de cobertura, e foram influenciados pela porosidade preenchida com água (PPA), pelos teores de nitrato do solo no período de primavera/verão, e pela temperatura do solo no outono/inverno. No estudo de laboratório, avaliou-se a influência da qualidade dos resíduos vegetais (aveia preta, ervilhaca, caupi, guandu, lablab e milho), em duas umidades, 40 e 70% da PPA, sobre as emissões de N2O do solo. Em média, os fluxos de N2O foram 150 vezes superiores na umidade de 70% em comparação a 40% da PPA. Entre os resíduos, a emissão foi maior quando da adição de leguminosas, em comparação com a adição de gramíneas. A emissão foi negativamente relacionada com as razões C/N, lignina/N, polifenóis/N e (lignina + polifenóis)/N dos resíduos adicionados. Assim, conclui-se que o tipo de resíduo influencia as emissões de N2O, ou seja, a seleção de plantas de cobertura do solo pode contribuir para a redução das emissões de N2O dos solos agrícolas. / The addition of cover crops in no-till cropping systems is a common practice aimed to improve soil conservation. However, it can also increase soil nitrous oxide (N2O) emissions, especially with the use of leguminous cover crops. A field and an incubation study were conducted to evaluate the effects of different cover crops on soil N2O emissions on an Acrisol in Southern Brazil. The field study was carried on in a long-term (30 years) cropping system experiment. We evaluated annual N2O emissions during the 2012/13 season, in the cropping system treatments of fallow/maize (Zea mays) (F/M), oat (Avena strigosa (Schereb))+vetch (Vigna sativa (L.))/maize (O+V/M), and oat+vetch/maize+cowpea (Vigna unguiculata (L.) (Walp) (O+A/M+C). Average soil N2O efflux rates varied from 2,30 mg m-2 in the F/M treatment to 5,30 and 9,57 mg m-2, in the O+V/M and O+V/M+C, respectively. The greatest efflux rates were observed after cover crops management. Soil N2O efflux was correlated with water-filled porosity (WFP), soil nitrate concentration during spring and summer seasons, and with temperature during fall and winter seasons. The incubation study was designed to evaluate soil N2O emissions following the addition of different cover crop residues (oat, vetch, cowpea, pigeon pea, lablab, and maize) under two soil moisture conditions (40 and 70% of WFP). Averaged across residues, the N2O emissions were 150 times greater under 70% than under 40% WFP. Higher N2O emissions were observed with the use of legumes compared to grass residues. Soil N2O efflux were negative correlated with C/N, lignin/N, polyphenol/N, and (lignin+polyphenol)/N rations of the added residues. The results show that soil N2O emissions are affected by different cover crops; therefore, the selection of appropriate cover crops can contribute to the reduction of N2O emissions from agricultural soils.

O uso de plantas de cobertura, em plantio direto, é uma prática conservacionista amplamente utilizada. Entretanto, pode intensificar as emissões de óxido nitroso (N2O), principalmente quando se tratam de leguminosas. No presente trabalho, foram realizados estudos de campo e de laboratório, visando à avaliação da utilização de plantas de cobertura na emissão de N2O em um Argissolo Vermelho do Sul do Brasil. O primeiro estudo foi realizado em experimento de longa duração (30 anos) a campo, e avaliaram-se as emissões anuais de N2O (2012/13) nas sucessões pousio/milho (Zea mays) (P/M), aveia preta (Avena strigosa (Schereb))+ervilhaca(Vigna sativa (L.))/milho (A+E/M) e aveia preta +ervilhaca/milho+caupi (Vigna unguiculata (L.) (Walp)) (A+E/M+C). Nesse estudo, as emissões variaram de 2,30 mg m-2 no sistema P/M a 5,30 e 9,57 mg m-2, nos sistemas A+E/M e A+E/M+C, respectivamente. Os maiores fluxos de N2O ocorreram no período pós-manejo das plantas de cobertura, e foram influenciados pela porosidade preenchida com água (PPA), pelos teores de nitrato do solo no período de primavera/verão, e pela temperatura do solo no outono/inverno. No estudo de laboratório, avaliou-se a influência da qualidade dos resíduos vegetais (aveia preta, ervilhaca, caupi, guandu, lablab e milho), em duas umidades, 40 e 70% da PPA, sobre as emissões de N2O do solo. Em média, os fluxos de N2O foram 150 vezes superiores na umidade de 70% em comparação a 40% da PPA. Entre os resíduos, a emissão foi maior quando da adição de leguminosas, em comparação com a adição de gramíneas. A emissão foi negativamente relacionada com as razões C/N, lignina/N, polifenóis/N e (lignina + polifenóis)/N dos resíduos adicionados. Assim, conclui-se que o tipo de resíduo influencia as emissões de N2O, ou seja, a seleção de plantas de cobertura do solo pode contribuir para a redução das emissões de N2O dos solos agrícolas. / The addition of cover crops in no-till cropping systems is a common practice aimed to improve soil conservation. However, it can also increase soil nitrous oxide (N2O) emissions, especially with the use of leguminous cover crops. A field and an incubation study were conducted to evaluate the effects of different cover crops on soil N2O emissions on an Acrisol in Southern Brazil. The field study was carried on in a long-term (30 years) cropping system experiment. We evaluated annual N2O emissions during the 2012/13 season, in the cropping system treatments of fallow/maize (Zea mays) (F/M), oat (Avena strigosa (Schereb))+vetch (Vigna sativa (L.))/maize (O+V/M), and oat+vetch/maize+cowpea (Vigna unguiculata (L.) (Walp) (O+A/M+C). Average soil N2O efflux rates varied from 2,30 mg m-2 in the F/M treatment to 5,30 and 9,57 mg m-2, in the O+V/M and O+V/M+C, respectively. The greatest efflux rates were observed after cover crops management. Soil N2O efflux was correlated with water-filled porosity (WFP), soil nitrate concentration during spring and summer seasons, and with temperature during fall and winter seasons. The incubation study was designed to evaluate soil N2O emissions following the addition of different cover crop residues (oat, vetch, cowpea, pigeon pea, lablab, and maize) under two soil moisture conditions (40 and 70% of WFP). Averaged across residues, the N2O emissions were 150 times greater under 70% than under 40% WFP. Higher N2O emissions were observed with the use of legumes compared to grass residues. Soil N2O efflux were negative correlated with C/N, lignin/N, polyphenol/N, and (lignin+polyphenol)/N rations of the added residues. The results show that soil N2O emissions are affected by different cover crops; therefore, the selection of appropriate cover crops can contribute to the reduction of N2O emissions from agricultural soils.

O uso de plantas de cobertura, em plantio direto, é uma prática conservacionista amplamente utilizada. Entretanto, pode intensificar as emissões de óxido nitroso (N2O), principalmente quando se tratam de leguminosas. No presente trabalho, foram realizados estudos de campo e de laboratório, visando à avaliação da utilização de plantas de cobertura na emissão de N2O em um Argissolo Vermelho do Sul do Brasil. O primeiro estudo foi realizado em experimento de longa duração (30 anos) a campo, e avaliaram-se as emissões anuais de N2O (2012/13) nas sucessões pousio/milho (Zea mays) (P/M), aveia preta (Avena strigosa (Schereb))+ervilhaca(Vigna sativa (L.))/milho (A+E/M) e aveia preta +ervilhaca/milho+caupi (Vigna unguiculata (L.) (Walp)) (A+E/M+C). Nesse estudo, as emissões variaram de 2,30 mg m-2 no sistema P/M a 5,30 e 9,57 mg m-2, nos sistemas A+E/M e A+E/M+C, respectivamente. Os maiores fluxos de N2O ocorreram no período pós-manejo das plantas de cobertura, e foram influenciados pela porosidade preenchida com água (PPA), pelos teores de nitrato do solo no período de primavera/verão, e pela temperatura do solo no outono/inverno. No estudo de laboratório, avaliou-se a influência da qualidade dos resíduos vegetais (aveia preta, ervilhaca, caupi, guandu, lablab e milho), em duas umidades, 40 e 70% da PPA, sobre as emissões de N2O do solo. Em média, os fluxos de N2O foram 150 vezes superiores na umidade de 70% em comparação a 40% da PPA. Entre os resíduos, a emissão foi maior quando da adição de leguminosas, em comparação com a adição de gramíneas. A emissão foi negativamente relacionada com as razões C/N, lignina/N, polifenóis/N e (lignina + polifenóis)/N dos resíduos adicionados. Assim, conclui-se que o tipo de resíduo influencia as emissões de N2O, ou seja, a seleção de plantas de cobertura do solo pode contribuir para a redução das emissões de N2O dos solos agrícolas. / The addition of cover crops in no-till cropping systems is a common practice aimed to improve soil conservation. However, it can also increase soil nitrous oxide (N2O) emissions, especially with the use of leguminous cover crops. A field and an incubation study were conducted to evaluate the effects of different cover crops on soil N2O emissions on an Acrisol in Southern Brazil. The field study was carried on in a long-term (30 years) cropping system experiment. We evaluated annual N2O emissions during the 2012/13 season, in the cropping system treatments of fallow/maize (Zea mays) (F/M), oat (Avena strigosa (Schereb))+vetch (Vigna sativa (L.))/maize (O+V/M), and oat+vetch/maize+cowpea (Vigna unguiculata (L.) (Walp) (O+A/M+C). Average soil N2O efflux rates varied from 2,30 mg m-2 in the F/M treatment to 5,30 and 9,57 mg m-2, in the O+V/M and O+V/M+C, respectively. The greatest efflux rates were observed after cover crops management. Soil N2O efflux was correlated with water-filled porosity (WFP), soil nitrate concentration during spring and summer seasons, and with temperature during fall and winter seasons. The incubation study was designed to evaluate soil N2O emissions following the addition of different cover crop residues (oat, vetch, cowpea, pigeon pea, lablab, and maize) under two soil moisture conditions (40 and 70% of WFP). Averaged across residues, the N2O emissions were 150 times greater under 70% than under 40% WFP. Higher N2O emissions were observed with the use of legumes compared to grass residues. Soil N2O efflux were negative correlated with C/N, lignin/N, polyphenol/N, and (lignin+polyphenol)/N rations of the added residues. The results show that soil N2O emissions are affected by different cover crops; therefore, the selection of appropriate cover crops can contribute to the reduction of N2O emissions from agricultural soils.