A fixação biológica de nitrogênio (FBN) consiste na principal fonte de obtenção de nitrogênio (N) pela cultura da soja [Glycine max (L.) Merrill]. A aplicação de fertilizantes nitrogenados pode comprometer a eficiência da nodulação e não ser traduzida em ganhos significativos de produtividade, representando assim um custo dispensável ao produtor. Objetivou-se com esse trabalho avaliar o efeito exclusivo da FBN, da aplicação de nitrogênio mineral (ureia) no estádio fenológico V1, no florescimento e em ambos os momentos para avaliar a quantidade de 15N na planta proveniente do solo, do fertilizante e da fixação biológica de nitrogênio (FBN) - por meio da técnica de diluição isotópica -, avaliar a nodulação, a atividade da nitrogenase e nitrato redutase, a concentração e o acúmulo de N, a redistribuição de N, o crescimento e a produção de grãos das plantas. As plantas de soja não responderam à aplicação de N na maioria das variáveis. A massa de matéria seca das raízes, parte aérea e grãos, os componentes de produtividade, a atividade da nitrato redutase, a taxa de assimilação de CO2, a concentração e o acúmulo de N nas partes da planta, no fim do ciclo, não diferiram entre as formas de aplicação de N. Quando foi aplicada ureia em V1, houve redução no número de nódulos avaliados em V4 e redução na atividade da nitrogenase no florescimento. As folhas e a haste foram responsáveis pela maior parte da remobilização de N aos grãos. Mais de 50% do N-total das partes da planta, em todos os tratamentos, vieram da FBN, exceto para as folhas nos tratamentos com aplicação de N via solo. Nos grãos, a FBN contribuiu com aproximadamente 80% do N-total acumulado quando houve aplicação de ureia em V1, 96% no tratamento com ureia via foliar no florescimento e 75% com ambas as aplicações / Biological nitrogen fixation (BNF) is the main source of nitrogen (N) uptake and assimilation by soybean [Glycine max (L.) Merrill] crop. The hypothesis to be verified is whether the mineral-N supply as fertilizer can decrease nodulation and N-metabolism as well as reduce grains yield and shoot biomass. The aims of this work were to evaluate the main effect of BNF, the application of mineral nitrogen (urea) at V1 phenological stage, flowering and both times and quantify the soil-N supply in order to evaluate the amount of 15N taken up by plants from soil, fertilizer and the contribution of BNF, by means of the isotope dilution technique. We have evaluated plant nodulation, nitrogenase and nitrate reductase activity, quantification of N concentration and accumulation, N redistribution (retranslocation), growth, biomass and grains yield. Soybean plants did not respond to N application for the most of variables. The root, shoot and grain dry weight, yield components, nitrate reductase activity, CO2 assimilation rate, N-concentration and N-accumulation at R8 phenological stage did not differ, regardless N application. When applied at V1, urea reduced the number of nodules accounted at V4 phenological stage and the nitrogenase activity at flowering. Leaves and stem were the main source for most of N redistributed to grains (sink). BNF provided more than 50% of the total plant N in all treatments, except for leaves of plants that received N application to soil. Nearly 80% of grains N derived from BNF when urea was applied at V1, 96% for the foliar N treatment at flowering and 75% for both N applications

O Zn é essencial para o metabolismo de plantas, animais e do ser humano. Existe a necessidade de buscar soluções para a baixa disponibilidade de Zn, frequente em solos do Brasil e do mundo, e de melhorar o valor nutricional dos grãos de cereais com este nutriente. O tratamento de sementes pode apresentar-se como uma importante técnica para o fornecimento de Zn na cultura do milho (Zea mays L.). Este estudo foi dividido em quatro capítulos, no primeiro, objetivou-se avaliar o potencial fisiológico de sementes de milho tratadas com Zn durante o armazenamento; no segundo, avaliou-se a distribuição do Zn em sementes tratadas durante o armazenamento das sementes por 6 e 12 meses, bem como a absorção do Zn por plântulas; no terceiro capítulo, foram avaliados os reflexos do tratamento de sementes com Zn sobre a produção de biomassa, rendimento e valor nutricional dos grãos e, por fim, no quarto capítulo, determinou-se, pelo uso da marcação do óxido de Zn com o nuclídeo 68Zn, a absorção do Zn pela planta, utilizando o método isotópico. Os resultados demonstram que o tratamento de sementes pode incrementar o vigor das plântulas provenientes de sementes com baixo potencial fisiológico; entretanto, em condições de armazenamento com temperatura e umidade relativa do ar não controladas, plântulas provenientes de sementes maiores tratadas, armazenadas por 12 meses nessas condições, podem apresentar fitotoxicidade, em função do tratamento. O Zn disponibilizado em revestimento, durante o armazenamento das sementes tratadas por 6 e 12 meses, sob condições não controladas, pode penetrar no pericarpo das sementes e encontrar-se acumulado em pontos específicos da semente. O ponto de maior acúmulo de Zn nas sementes é o embrião, acima da camada negra. Quanto à absorção do Zn disponibilizado via tratamento por plântulas, após horas 72 horas de as sementes terem sido colocadas para germinar, são visíveis os pontos de acúmulo do Zn na raiz primária, evidenciando que tecidos meristemáticos possuem alta demanda pelo elemento. O tratamento de sementes com Zn não propiciou aumento da biomassa da planta, rendimento dos grãos, acúmulo de Zn nas plantas e concentração de Zn nos grãos. Apesar desse resultado, o Zn disponibilizado via tratamento de sementes contribui de forma significativa para a nutrição das plantas de milho, conforme se avaliou por meio da marcação isotópica. / Zn is essential to the metabolism of plants, animals and human being. There is the need for solutions regarding the low availability of Zn, frequent on soils of Brazil and of the world, and for improving the nutritional value of grains with this nutrient. Treatment of seeds may present as an important technique for the provision of Zn in the corn culture (Zea mays L.). This study is organized in four chapters, in the first one, the objective is to determine the physiological potential of corn seeds treated with Zn during storage; in the second, the Zn distribution in seeds treated during storage for 6 and 12 months was analyzed, as well as the Zn absorption by plantules; in the third chapter, reflexes of the treatment of seeds with Zn over the production of biomass were evaluated and, lastly, the fourth chapter aims at determining the absorption of Zn by the plant, using the isotope method and marking zinc oxide with the 68Zn nuclide. Results showed that the treatment of the seeds may improve the vigor of plantules coming from seeds with low physiological potential; however, treated plantules coming from bigger seeds, stored for 12 months in uncontrolled conditions of temperature and relative humidity may present phytotoxicity because of the treatment. Zn made available in form of coating, during storage of seeds treated for 6 and 12 months, in uncontrolled conditions, may penetrate the pericarp of seeds and accumulate on specific spots. The biggest Zn accumulation spot Zn in seeds is the embryo, above the black layer. Regarding the absorption of Zn by the plantules made available via treatment, after 72 hours seeds germinated, accumulation spots of Zn in the primary root are visible, showing that the meristematic tissues have a high demand for the element. The treatment of seeds with Zn did not favor increase in the biomass of the plant, grain yield, accumulation of Zn in plants and concentration of Zn in grains. Despite this result, Zn made available via treatment of seeds contributes significantly for the nutrition of corn plants, as evaluated using isotope marking.

O Zn é essencial para o metabolismo de plantas, animais e do ser humano. Existe a necessidade de buscar soluções para a baixa disponibilidade de Zn, frequente em solos do Brasil e do mundo, e de melhorar o valor nutricional dos grãos de cereais com este nutriente. O tratamento de sementes pode apresentar-se como uma importante técnica para o fornecimento de Zn na cultura do milho (Zea mays L.). Este estudo foi dividido em quatro capítulos, no primeiro, objetivou-se avaliar o potencial fisiológico de sementes de milho tratadas com Zn durante o armazenamento; no segundo, avaliou-se a distribuição do Zn em sementes tratadas durante o armazenamento das sementes por 6 e 12 meses, bem como a absorção do Zn por plântulas; no terceiro capítulo, foram avaliados os reflexos do tratamento de sementes com Zn sobre a produção de biomassa, rendimento e valor nutricional dos grãos e, por fim, no quarto capítulo, determinou-se, pelo uso da marcação do óxido de Zn com o nuclídeo 68Zn, a absorção do Zn pela planta, utilizando o método isotópico. Os resultados demonstram que o tratamento de sementes pode incrementar o vigor das plântulas provenientes de sementes com baixo potencial fisiológico; entretanto, em condições de armazenamento com temperatura e umidade relativa do ar não controladas, plântulas provenientes de sementes maiores tratadas, armazenadas por 12 meses nessas condições, podem apresentar fitotoxicidade, em função do tratamento. O Zn disponibilizado em revestimento, durante o armazenamento das sementes tratadas por 6 e 12 meses, sob condições não controladas, pode penetrar no pericarpo das sementes e encontrar-se acumulado em pontos específicos da semente. O ponto de maior acúmulo de Zn nas sementes é o embrião, acima da camada negra. Quanto à absorção do Zn disponibilizado via tratamento por plântulas, após horas 72 horas de as sementes terem sido colocadas para germinar, são visíveis os pontos de acúmulo do Zn na raiz primária, evidenciando que tecidos meristemáticos possuem alta demanda pelo elemento. O tratamento de sementes com Zn não propiciou aumento da biomassa da planta, rendimento dos grãos, acúmulo de Zn nas plantas e concentração de Zn nos grãos. Apesar desse resultado, o Zn disponibilizado via tratamento de sementes contribui de forma significativa para a nutrição das plantas de milho, conforme se avaliou por meio da marcação isotópica. / Zn is essential to the metabolism of plants, animals and human being. There is the need for solutions regarding the low availability of Zn, frequent on soils of Brazil and of the world, and for improving the nutritional value of grains with this nutrient. Treatment of seeds may present as an important technique for the provision of Zn in the corn culture (Zea mays L.). This study is organized in four chapters, in the first one, the objective is to determine the physiological potential of corn seeds treated with Zn during storage; in the second, the Zn distribution in seeds treated during storage for 6 and 12 months was analyzed, as well as the Zn absorption by plantules; in the third chapter, reflexes of the treatment of seeds with Zn over the production of biomass were evaluated and, lastly, the fourth chapter aims at determining the absorption of Zn by the plant, using the isotope method and marking zinc oxide with the 68Zn nuclide. Results showed that the treatment of the seeds may improve the vigor of plantules coming from seeds with low physiological potential; however, treated plantules coming from bigger seeds, stored for 12 months in uncontrolled conditions of temperature and relative humidity may present phytotoxicity because of the treatment. Zn made available in form of coating, during storage of seeds treated for 6 and 12 months, in uncontrolled conditions, may penetrate the pericarp of seeds and accumulate on specific spots. The biggest Zn accumulation spot Zn in seeds is the embryo, above the black layer. Regarding the absorption of Zn by the plantules made available via treatment, after 72 hours seeds germinated, accumulation spots of Zn in the primary root are visible, showing that the meristematic tissues have a high demand for the element. The treatment of seeds with Zn did not favor increase in the biomass of the plant, grain yield, accumulation of Zn in plants and concentration of Zn in grains. Despite this result, Zn made available via treatment of seeds contributes significantly for the nutrition of corn plants, as evaluated using isotope marking.

O N é um nutriente empregado em grandes quantidades nos sistemas de produção agrícola e o mais limitante para a produção de gramíneas. A ureia é o fertilizante nitrogenado (N-fertilizante) mais usado no mundo e o principal foco da indústria mundial de fertilizantes tecnologicamente aperfeiçoados, sendo altamente suscetível à perdas por volatilização de amônia (NH3), quando aplicada sobre superfície do solo. Com intuito de minimizar o impacto ambiental e aumentar a eficiência de N, o uso de inibidores de urease é uma das tecnologias mais promissoras e menos onerosas. Adicionalmente, inibidores de urease inorgânicos constituídos por elementos essenciais às plantas, como ácido bórico (H3BO3) e sulfato de cobre (CuSO4), podem suplementar nutricionalmente os sistemas agrícolas de produção. Neste contexto, foram desenvolvidos dois experimentos, em condições controladas de laboratório e casa de vegetação, com os seguintes objetivos: i) quantificar as perdas por volatilização de NH3 a partir da aplicação superficial da ureia tratada com doses variadas de H3BO3 e CuSO4, em câmara fechada; ii) avaliar a eficiência de uso de N e B em dois estádios vegetativos do milho a partir da aplicação em superfície da 15N-ureia tratada com H3BO3 e CuSO4, em condições controladas de casa de vegetação. No experimento de laboratório, não houve interação entre as doses de B e Cu ou qualquer efeito do Cu sobre as perdas de NH3 por volatilização. O aumento de H3BO3 no tratamento da U atrasou as perdas diárias de NH3 e reduziu (P<0,001) as perdas cumulativas de volatilização de NH3. As doses de B apresentaram ajuste quadrático e, com base na análise de regressão, a dose estimada de máxima eficiência é atingida com 0,88% B no recobrimento da U. Em condições de casa de vegetação, os inibidores de urease atrasaram e reduziram as perdas de NH3 por volatilização. Ao longo de 15 dias após a fertilização, o tratamento com H3BO3 promoveu reduções na volatilização de NH3 que variaram de 6 a 17% em relação à ureia não tratada, ocorrendo diferenciação entre doses de B. Os tratamentos com maiores doses de B não diferiram do tratamento com N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) em produção de biomassa de milho. A altura de plantas, diâmetro de colmo e índice de área foliar não apresentaram diferenças entre N-fertilizantes. A morfologia do sistema radicular do milho foi afetada pelo uso de inibidores no estádio V8. O aumento de H3BO3 no revestimento da ureia aumentou em média 10% a eficiência de uso do N-fertilizante (EUN-F), em relação à ureia não tratada. Em VT, não houve diferença para EUN-F entre os tratamentos NBPT e maior dose de H3BO3 (0,88% B). O tratamento da ureia com H3BO3 aumentou proporcionalmente o acúmulo de B na planta. A adição de CuSO4 não afetou a volatilização de NH3 e a EUN-F. O recobrimento da ureia com H3BO3 foi uma estratégia eficiente em reduzir as perdas de N, aumentar a EUN-F e fornecer B às plantas. / N is a nutrient used in large quantities in agricultural production systems and it is the most limiting element for production of grasses. Urea is the most widely used nitrogen fertilizer (N fertilizer) in the world and the main focus of the worldwide industry of fertilizers technologically improved, being highly susceptible to losses by volatilization of ammonia (NH3) when applied on soil surface. In order to minimize environmental impact and increase N efficiency, the use of urease inhibitors is one of the most promising and least expensive technologies. In addition, inorganic urease composed for essential elements for plants, such as boric acid (H3BO3) and copper sulfate (CuSO4), can nutritionally supplement agricultural production systems. In this context, two experiments were carried out under controlled conditions (laboratory and greenhouse) with the following objectives: i) laboratory: to quantify NH3 volatilization losses from the surface application of urea treated with different rates of H3BO3 and CuSO4, using closed chamber; (ii) greenhouse: to evaluate the N and B use efficiency from surface application of 15N urea treated with H3BO3 and CuSO4 in two vegetative stages of maize. In the laboratory experiment, there was no interaction between B and Cu rates or any Cu effect on NH3 losses by volatilization. The increase of H3BO3 in the treatment of urea delayed the daily losses of NH3 and reduced (P<0.001) the cumulative volatilization losses of NH3. The rates of B showed a quadratic adjustment and, based on the regression analysis, the estimated rate of maximum efficiency was 0.88% B. Under greenhouse conditions, urease inhibitors delayed and decresed the losses of NH3 by volatilization. Over 15 days after fertilization, treatment with H3BO3 promoted reductions in NH3 volatilization ranging from 6 to 17% compared to untreated urea, and occur differentiation between B rates. The treatments with higher rates of B did not differ from the treatment with N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) in maize biomass production. The plant height, stem diameter and leaf area index did not show differences between N fertilizers. The morphology of the maize root system was affected by the use of urease inhibitors only in stage V8. The increase of H3BO3 in the urea coating increased on average 10% the efficiency of use of N fertilizer (NUE-F) in relation to untreated urea. In VT growth stage, there was no difference for NUE-F between treatments NBPT and higher rate of H3BO3 (0.88% B). Treatment of U with H3BO3 increased proportionally the accumulation of B in the plant. The addition of CuSO4 did not affect volatilization of NH3 and NUE-F. Urea coating with H3BO3 was an efficient strategy to reduce N losses, to increase the NUE-F and to supply B for plants.

O N é um nutriente empregado em grandes quantidades nos sistemas de produção agrícola e o mais limitante para a produção de gramíneas. A ureia é o fertilizante nitrogenado (N-fertilizante) mais usado no mundo e o principal foco da indústria mundial de fertilizantes tecnologicamente aperfeiçoados, sendo altamente suscetível à perdas por volatilização de amônia (NH3), quando aplicada sobre superfície do solo. Com intuito de minimizar o impacto ambiental e aumentar a eficiência de N, o uso de inibidores de urease é uma das tecnologias mais promissoras e menos onerosas. Adicionalmente, inibidores de urease inorgânicos constituídos por elementos essenciais às plantas, como ácido bórico (H3BO3) e sulfato de cobre (CuSO4), podem suplementar nutricionalmente os sistemas agrícolas de produção. Neste contexto, foram desenvolvidos dois experimentos, em condições controladas de laboratório e casa de vegetação, com os seguintes objetivos: i) quantificar as perdas por volatilização de NH3 a partir da aplicação superficial da ureia tratada com doses variadas de H3BO3 e CuSO4, em câmara fechada; ii) avaliar a eficiência de uso de N e B em dois estádios vegetativos do milho a partir da aplicação em superfície da 15N-ureia tratada com H3BO3 e CuSO4, em condições controladas de casa de vegetação. No experimento de laboratório, não houve interação entre as doses de B e Cu ou qualquer efeito do Cu sobre as perdas de NH3 por volatilização. O aumento de H3BO3 no tratamento da U atrasou as perdas diárias de NH3 e reduziu (P<0,001) as perdas cumulativas de volatilização de NH3. As doses de B apresentaram ajuste quadrático e, com base na análise de regressão, a dose estimada de máxima eficiência é atingida com 0,88% B no recobrimento da U. Em condições de casa de vegetação, os inibidores de urease atrasaram e reduziram as perdas de NH3 por volatilização. Ao longo de 15 dias após a fertilização, o tratamento com H3BO3 promoveu reduções na volatilização de NH3 que variaram de 6 a 17% em relação à ureia não tratada, ocorrendo diferenciação entre doses de B. Os tratamentos com maiores doses de B não diferiram do tratamento com N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) em produção de biomassa de milho. A altura de plantas, diâmetro de colmo e índice de área foliar não apresentaram diferenças entre N-fertilizantes. A morfologia do sistema radicular do milho foi afetada pelo uso de inibidores no estádio V8. O aumento de H3BO3 no revestimento da ureia aumentou em média 10% a eficiência de uso do N-fertilizante (EUN-F), em relação à ureia não tratada. Em VT, não houve diferença para EUN-F entre os tratamentos NBPT e maior dose de H3BO3 (0,88% B). O tratamento da ureia com H3BO3 aumentou proporcionalmente o acúmulo de B na planta. A adição de CuSO4 não afetou a volatilização de NH3 e a EUN-F. O recobrimento da ureia com H3BO3 foi uma estratégia eficiente em reduzir as perdas de N, aumentar a EUN-F e fornecer B às plantas. / N is a nutrient used in large quantities in agricultural production systems and it is the most limiting element for production of grasses. Urea is the most widely used nitrogen fertilizer (N fertilizer) in the world and the main focus of the worldwide industry of fertilizers technologically improved, being highly susceptible to losses by volatilization of ammonia (NH3) when applied on soil surface. In order to minimize environmental impact and increase N efficiency, the use of urease inhibitors is one of the most promising and least expensive technologies. In addition, inorganic urease composed for essential elements for plants, such as boric acid (H3BO3) and copper sulfate (CuSO4), can nutritionally supplement agricultural production systems. In this context, two experiments were carried out under controlled conditions (laboratory and greenhouse) with the following objectives: i) laboratory: to quantify NH3 volatilization losses from the surface application of urea treated with different rates of H3BO3 and CuSO4, using closed chamber; (ii) greenhouse: to evaluate the N and B use efficiency from surface application of 15N urea treated with H3BO3 and CuSO4 in two vegetative stages of maize. In the laboratory experiment, there was no interaction between B and Cu rates or any Cu effect on NH3 losses by volatilization. The increase of H3BO3 in the treatment of urea delayed the daily losses of NH3 and reduced (P<0.001) the cumulative volatilization losses of NH3. The rates of B showed a quadratic adjustment and, based on the regression analysis, the estimated rate of maximum efficiency was 0.88% B. Under greenhouse conditions, urease inhibitors delayed and decresed the losses of NH3 by volatilization. Over 15 days after fertilization, treatment with H3BO3 promoted reductions in NH3 volatilization ranging from 6 to 17% compared to untreated urea, and occur differentiation between B rates. The treatments with higher rates of B did not differ from the treatment with N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) in maize biomass production. The plant height, stem diameter and leaf area index did not show differences between N fertilizers. The morphology of the maize root system was affected by the use of urease inhibitors only in stage V8. The increase of H3BO3 in the urea coating increased on average 10% the efficiency of use of N fertilizer (NUE-F) in relation to untreated urea. In VT growth stage, there was no difference for NUE-F between treatments NBPT and higher rate of H3BO3 (0.88% B). Treatment of U with H3BO3 increased proportionally the accumulation of B in the plant. The addition of CuSO4 did not affect volatilization of NH3 and NUE-F. Urea coating with H3BO3 was an efficient strategy to reduce N losses, to increase the NUE-F and to supply B for plants.

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

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

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

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