Orientador: Rogério Peres Soratto / Coorientador: Adalton Mazetti Fernandes / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: José Magno Queiroz Luz / Resumo: O nitrogênio (N) é um dos nutrientes extraídos em maior quantidade pela batateira e tem grande impacto no desempenho dessa cultura. A resposta da cultura da batata à adubação nitrogenada é dependente de diversos fatores, o que torna essencial o manejo correto do N, maximizando assim a absorção deste pela planta. Além disso, a aplicação de doses insuficientes ou demasiadamente elevadas de N pode reduzir a produtividade e a qualidade dos tubérculos produzidos e representar prejuízos aos produtores e riscos ao ambiente. Neste sentido, a estimativa da necessidade de N, mediante leituras do índice relativo de clorofila (IRC) nas folhas da cultura, com o clorofilômetro portátil, pode ser uma alternativa viável para tornar o manejo do N mais preciso. Contudo, ainda existe a necessidade de estabelecimento de critérios para a utilização dessa ferramenta na cultura da batata. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar a correlação entre o IRC, obtido mediante leituras do clorofilômetro portátil, e o teor de N da folha de duas cultivares de batata (Agata e Electra), em diversos estádios de desenvolvimento e b) avaliar qual valor (90% e 95%) do índice de suficiência de N (ISN), calculado com base nas medidas IRC nas folhas em relação ao tratamento referência, é o mais adequado para indicar o momento da adubação nitrogenada em duas cultivares de batata e, consequentemente, proporcionar maior produtividade, qualidade de tubérculos e eficiência de utilização do N aplicado. D... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract:Nitrogen (N) is one of the nutrients extracted in greater quantity by potato and has a great impact on the performance of this crop. The response of the potato crop to the nitrogen fertilization is dependent on several factors, which makes essential the correct management of N, thus maximizing its absorption by the plant. In addition, the application of insufficient or excessively high doses of N may reduce the productivity and quality of the tubers produced and represent damages to the producers and risks to the environment Therefore, the estimation of the need for N, through readings of the relative index of chlorophyll (IRC) in the leaves of the culture, with the portable chlorophyllometer, can be a viable alternative to make N management more accurate. However, there is still a need to establish criteria for the use of this tool in the potato crop. Thus, the objectives of this study were: a) evaluate the correlation between the IRC, obtained by readings of chlorophyll, and the N concentration in leaves of two potato cultivars (Agata e Electra) in various stages of development, and b) evaluate what value (90% or 95%) of N sufficiency index (NSI), calculated based on RCI measures in the leaves regarding the treatment reference, is best suited to indicate the time of N fertilizer in two cultivars potato and hence to higher tuber yields and quality, and N-use efficiency. In the year 2016, during winter season four experiments were carried out in the field conditions, two at Lageado Experimentl Farm (Site 1) and two in a private potato farm (Site 2), both in the municipality of Botucatu. In each site were carried out one experiment with each cultivar. The design used in each experiment will be randomized blocks, with six N managements (M1: 80 kg ha-1 N in the planting furrow + 80 kg ha-1 at 10 days after emergence (DAE) + 80 kg ha-1 at 30 DAE + 80 kg ha-1 at 45 DAE (reference); ... / Mestre

A concentração atmosférica dos gases do efeito estufa (GEE), como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), tem aumentado significativamente desde o início da Revolução Industrial e a agricultura contribui de maneira expressiva para este aumento. O solo é um importante reservatório de carbono (C) e nitrogênio (N) e, em função do manejo, parte deste reservatório pode ser liberado para a atmosfera e contribuir para o aumento da concentração de GEE. Contudo, algumas práticas de manejo favorecem o aumento dos estoques de C e N no solo e são de grande importância para mitigar o aquecimento global. O sistema de colheita da cana-deaçúcar sem queima da palhada é uma prática que aumenta a deposição de resíduos sobre a superfície e afeta os estoques de C e N no solo, enquanto a adubação nitrogenada pode influenciar nas emissões de CO2 e N2O. A primeira etapa deste trabalho comparou os estoques de C e N totais e os teores de C na biomassa microbiana do solo em áreas de cana-de-açúcar colhidas com e sem queima da palhada. Nas profundidades 0-10 cm e 10-20 cm, os estoques de C e N foram maiores para o manejo sem queima. Na camada 0-30 cm, os estoques de C representaram 60 e 53 % e os de N representaram 55 e 50 % dos estoques totais acumulados na camada 0-100 cm, para as áreas sem queima e com queima, respectivamente. Em função da adoção do manejo sem queima a taxa de acúmulo de C no solo foi de 0,7 Mg ha-1 ano-1, enquanto o N apresentou uma taxa de redução de 0,25 Mg ha-1 ano-1. Os teores microbianos de C entre 0 e 20 cm de profundidade variaram de 184,20 a 349,27 mg kg-1 nas áreas sem queima e de 198,85 a 291,77 mg kg-1 nas áreas com queima. O tempo de adoção do sistema sem queima favoreceu o aumento do conteúdo de C microbiano no solo. A segunda etapa deste trabalho consistiu na avaliação das emissões de GEE em função da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar. Foram realizados três experimentos, onde se comparou o efeito de duas fontes de N mineral: uréia e nitrato de amônio. Em condições de laboratório, testaram-se as doses de 60, 80 e 120 kg ha-1 de N. Foram observadas influências das fontes e doses de N nas emissões de N2O, sendo as maiores emissões associadas à uréia. Em condições de campo, testando as doses de 60, 90, 120 e 180 kg ha-1 de N, observou-se maiores emissões para o nitrato de amônio nas maiores doses. Um terceiro experimento, conduzido no campo, avaliou a influência destas mesmas fontes e doses de N nas emissões de CO2. Alterações nas emissões de CO2 foram observadas apenas em parcelas que receberam adição de uréia, embora a variabilidade dos dados tenha sido grande, comprometendo o ajuste da curva de regressão. / Concentrations of greenhouse gases (GHG), such as carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), have increased since Industrial Revolution and the agricultural sector significantly contributes to the mentioned increase. Soils are important sinks of carbon (C) and nitrogen (N) and management practices could release part of these pools to the atmosphere and contribute to the increase of GHG concentrations in the atmosphere. However, some management practices promote increase in soil C and N stocks and are very important in mitigating global warming. No burning sugarcane harvest system is a practice that increases straw deposition at the soil surface and affects soil C and N stocks, while nitrogen fertilization could influence CO2 and N2O emissions from soils. The first part of this work compared C and N stocks and microbial biomass C content in sugarcane areas harvested with and without straw burning. In the 0-10 cm and 10-20 cm layers, C and N stocks were higher under no-burning system. In 0-30 cm layer, C stocks represented 60 and 53 % and N stocks accounted for 55 and 50 % of the total stocks accumulated in 0-100 cm depth, for areas under no-burning and burning systems, respectively. Due to no-burning adoption, soil C accumulation rate was 0.7 Mg ha-1 year-1, while N presented losses of 0.25 Mg ha-1 year-1. Carbon content in the microbial biomass for the 0-20 cm depth varied from 184.20 to 349.27 mg kg-1 at no-burning areas and from 198.85 to 291.77 mg kg-1 at burning sites. The period of time under no-burning favored an increase in the soil microbial C. The second part of this work consisted in the evaluation of GHG emissions from nitrogen fertilization under sugarcane cultivation. Three experiments were carried out, where the effects of two mineral N sources were compared: urea and ammonium nitrate. At laboratory conditions, the rates of 60, 80 and 120 kg ha-1 N were evaluated. Influences of sources and rates of N addition to the N2O emissions were observed and the greater emissions were associated with urea. At the field conditions, testing rates of 60, 90, 120 and 180 kg ha-1 of N, showed greater emissions for ammonium nitrate at the bigger rates. A third experiment, carried out under field conditions, evaluated the influences of the same N sources and addition rates in the CO2 emissions. Alterations in the emissions were observed only in plots that received urea, despite the large data dispersion, which compromises the regression adjustment.

No presente trabalho foi produzido H ´ANTPOT . 15 N ´O IND. 3´ enriquecido no isótopo ´ANTPOT. 15 N´ (5 a 90% em átomos de ´ANTPOT. 15 N ´) a partir da oxidação da ´ANTPOT. 15 N´ ´H IND. 3´ anidra previamente enriquecida. A metodologia proposta difere do método industrial, com relação à substituição da torre de absorção por um reator de hidratação de aço inoxidável revestido internamente com Teflon, sob refrigeração, em sistema de monopressão. No processo a ´ANTPOT. 15 N´ ´H IND. 3´ (g) foi oxidada em forno catalítico de Pt/Rh para obter ´ANTPOT. 15 NO´, que em uma segunda oxidação produz o ´ANTPOT. 15 N´ ´O IND. 2´. Esse, na presença de ´H IND. 2 O´, sob pressão e refrigeração forma o H ´ANTPOT . 15 N ´O IND. 3´ . O rendimento do processo foi avaliado em função da temperatura de oxidação da ´ANTPOT. 15 N´ ´H IND. 3´ anidra e da relação entre os gases (´ANTPOT. 15 N´ ´H IND. 3´ e ´O IND. 2´), fazendo-se uso do fluxo total ou parcial dos gases pelo forno catalítico. Com base nas melhores condições (temperatura e proporção entre os gases) obtidas, foram realizados testes avaliando os parâmetros: tempo de passagem dos gases pelo leito catalítico; pressão no sistema; tempo de exaustão dos gases no reator de hidratação. Os testes foram realizados em triplicatas, empregando N ´H IND. 3´ anidra com abundância isotópica natural (0,366% em átomos ´ANTPOT. 15 N´). As melhores condições obtidas utilizando o reator de hidratação foram: uso do fluxo parcial dos gases; 50% em excesso de ´O IND.2´; temperatura de 500 ºC; 0,2 minuto de passagem dos gases pelo catalisador; pressão do sistema de 0,4 MPa; tempo de exaustão dos gases do reator de hidratação de 30 minutos e 500 mL de ´H IND. 2 O´ para hidratação dos gases. Nessas condições, foi possível a conversão (N-N´H IND.3´ à N-N ´O IND. 3´) de 62,2% e o balanço global de nitrogênio totalizou 86,8% obtendo-se cerca de 510 mL de solução 0,05 mol L-1 de H ´ANTPOT. 15 N ´O IND. 3´. No trabalho também foi avaliado o método convencional de produção do HN´O IND. 3´ no qual se utilizou uma coluna de aço inoxidável para a oxidação e hidratação dos gases. Os testes foram realizados em triplicatas, empregando-se as melhores condições obtidas com o reator de hidratação. Em termos de rendimento, os resultados demonstraram baixa eficiência da coluna de absorção, obtendo-se em média 18% de conversão e balanço global do nitrogênio totalizou 68%. O custo de produção do H ´ANTPOT. 15 N ´O IND. 3´ foi avaliado levando-se em consideração as melhores condições do processo e os resultados mostraram-se competitivos com o preço de produção internacional (FOB). A partir do H ´ANTPOT. 15 N ´O IND. 3´ foi possível a obtenção de fertilizantes nítricos (N ´H IND. 4´ ´ANTPOT. 15N´ ´O IND. 3´ marcado nas fontes nítricas e/ou amoniacal; K ´ANTPOT. 15 N´ ´O IND. 3´; Ca(´ANTPOT. 15 N´ ´O IND. 3´) IND. 2´) com elevado enriquecimento em ´ANTPOT. 15 N´. Nesses compostos foram realizados determinações do teor de nitrogênio nítrico (% N-N ´O IND. 3´) e da abundância isotópica (% átomos de ´ANTPOT. 15 N´). Os resultados evidenciaram pureza superior a 99% e ausência de fracionamento isotópico. / In the present work, H15NO3 enriched in the 15N isotope (5 to 90 % in 15N atoms) was produced from the oxidation of previously enriched anhydrous 15NH3. The proposed methodology differs from the one used in industry due to the replacement of the absorption tower with a stainless steel hydration reactor, internally lined with Teflon, under refrigeration in a monopressured system. In the process, the 15NH3 was oxidized inside a Pt/Rh catalytic furnace to obtain 15NO, which after a second oxidation becomes 15NO2. The latter, in the presence of H2O, under pressure and refrigeration becomes H15NO3. The process yield was evaluated according to the anhydrous 15NH3 oxidation temperature and the relation among the reagent gases (15NH3 and O2), by using total or partial flow of gases through the catalytic furnace. Based on the best condition obtained (temperature and gas ratios), tests were carried out to evaluate the following parameters: gas exhaustion time inside the hydration reactor; time spent by the gases to go through the catalytic furnace; system pressure. These tests were made with three replicates using anhydrous NH3 with natural isotopic abundance (0.366 % in 15N atoms). The best conditions obtained using the hydration reactor were: partial gas flows; O2 in excess of 50 %; temperature of 500 ºC; 0.2 minute for the gases to go through the catalyzer; system pressure of 0.4 MPa; 30-minute exhaustion time for gases inside the hydration reactor, and 500 mL H2O for gas hydration. Under these conditions we were able to convert 62.2 % of the N-NH3 into N-NO3-; the overall nitrogen balance totaled 86.8 %, producing 510 mL of a H15NO3 solution at 0.05 mol L-1. In our work, we also evaluated the conventional HNO3 production method which uses a stainless steel column for gas oxidation and hydration. Tests were performed with three replications each, and the best conditions obtained with the hydration reactor were used. In terms of yield, the results showed low absorption column efficiency, with a mean conversion rate of 18 % and an overall nitrogen balance of 68 %. H15NO3 production costs were evaluated by considering the best conditions for the process; the results proved competitive in relation to international production prices. From H15NO3 it was possible to obtain nitric fertilizers (NH415NO3 labeled at nitric and/or ammoniacal sources; K15NO3; Ca(15NO3)2) with high enrichment in 15N. Nitric nitrogen (% N-NO3-) and isotopic abundance (% in 15N atoms) determinations were made for these compounds. The results showed purity rates higher than 99 % and no isotopic fractionation.

A nutrição nitrogenada, apesar de intensamente estudada, continua sendo um desafio aos produtores, especialmente em função da variabilidade encontrada no desenvolvimento da cultura nas áreas de produção comercial, muitas vezes em curtas distâncias. Recentemente esta variabilidade vem sendo associada ao uso de sensores opticos que detectam a refletância do dossel da cultura como forma de estimar a nutrição nitrogenada das plantas, podendo estes serem associados à aplicação em taxa variável em tempo real do fertilizante nitrogenado. Em cana-de-açúcar esses estudos ainda são escassos, e sendo uma cultura voltada para a produção de biomassa para geração de energia, tais sensores podem contribuir para otimizar o saldo positivo em produção de energia e baixar as emissão de carbono no sistema. Este trabalho apresenta o processo e mostra os resultados obtidos utilizando um sensor de nitrogênio e biomassa (N-SensorTM ALS, Yara International ASA) com o objetivo de indicar exigência na aplicação de nitrogênio em plantações comerciais de cana-de-açúcar. Oito talhões em produção comercial da cultura, localizados na região de Ribeirão Preto, SP, variando de 16 a 21 ha cada, foram monitorados. As condições de solo variaram de arenosos a argilosos, se dando a colheita de quatro deles em maio (período seco e frio) e os demais quatro em outubro de 2009 (estação úmida e quente), incluindo três soqueiras (primeira, segunda e terceira) em cada estação e quatro variedades, duas por estação. Cada talhão foi escaneado com o sensor três vezes durante seu desenvolvimento (0,2, 0,4 e 0,6 m de altura de colmo/palmito). Os dados georreferenciados de cada medição foram interpolados gerando mapas contendo cinco classes e em cada classe foram alocados dois pontos amostrais, dez por área, onde foram avaliados número e altura de perfilhos, teor de clorofila com medidor portátil e colhidas amostras para biomassa e extração de nitrogênio, as quais foram comparadas com os valores apresentados pelo sensor nos mesmos locais. Os resultados demonstram não haver relação significativa entre o medidor de clorofila e os parâmetros avaliados, porem alta correlação entre os valores do sensor e da biomassa de cana e sua absorção de nitrogênio, dando suporte à utilização desses dados em forma de um algoritmo para gerenciar a aplicação em taxa variável e tempo real de nitrogênio baseada nas leituras do sensor em áreas cultivadas com cana-de-açúcar. / Nitrogen nutrition of sugarcane, although extensively studied, remains a challenge for producers, especially due variability found in commercial production areas, often in short distances. Recently, this variability has been associated with the use of optical sensors that can detect crop canopy reflectance as a way to estimate the nitrogen nutrition of plants, these measurements can be associated with variable rate application on-the-go of nitrogen fertilizer based on sensor readings. On sugarcane those studies are yet scarce and as a biofuel crop the energy input matters, looking for a high positive energy balance production and low carbon emission on the whole production system. This study presents the procedure and shows the results obtained using a nitrogen and biomass sensor (N-SensorTM ALS, Yara International ASA) aiming to indicate nitrogen application demands on commercial sugar cane fields. Eight commercial fields from one Sugar Mill in the state of São Paulo, Brazil, vary from 16 to 21 hectares each, were monitored. Conditions ranging from sandy to heavy soils and the previous harvesting occurred in May (dry and cold season) and October 2009 (wet and warm season), including first, second, and third ratoon stages over four varieties, two per season. Each field was scanned with the sensor three times in the season (0.2, 0.4, and 0.6 m of stem height). The georeferenced data from each measurement was interpolated generating maps containing five classes, in each class two sample points were allocated, ten per area were the stem height and number, chlorophyll content (Ntester) were evaluated followed by tissue sampling for biomass and nitrogen uptake which were compared with the sensor readings for the same locations. The results show no significant relationship between the chlorophyll meter and the parameters evaluated, but high correlation between the sensor values and sugarcane biomass and their nitrogen uptake, supporting the use of these data as an algorithm to manage onthe- go variable rate application of nitrogen based on sensor readings over sugar cane cultivated areas.

Os microrganismos representam a forma de vida mais abundante e diversificada do planeta. A atividade agrícola leva a uma redução da biodiversidade do solo e a menor diversidade microbiana pode resultar na diminuição da ciclagem de nutrientes e no crescimento das plantas. Como forma de avaliar alterações na atividade microbiana e na estrutura das comunidades de bactérias do solo, decorrentes do cultivo da cana-de-açúcar, foram conduzidos dois experimentos. O primeiro, no município de Novo Horizonte (SP), com o objetivo de determinar ação da queima da cana-de-açúcar sobre a comunidade de bactérias do solo e o segundo experimento, nos municípios de Pirassununga (SP) e Jaboticabal (SP), com o objetivo de verificar o efeito da adubação nitrogenada sobre a comunidade bacteriana do solo. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, na linha e entrelinha de plantio. No primeiro experimento foram utilizadas três cultivares de cana-de-açúcar (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) sob os sistemas de manejo de colheita sem queima (mecanizada) e com queima (manual) prévia a colheita. Nesse experimento foram avaliadas a diversidade metabólica (Biolog) e a estrutura das comunidades bacterianas por meio da PCR-DGGE do gene rRNA 16S. A mudança no manejo de colheita da cana-de-açúcar provocou modificações no metabolismo heterotrófico do solo, alterando a diversidade metabólica. No entanto, não houve mudanças na estrutura das comunidades bacterianas do solo com e sem queima sob a variedade SP801842. Dessa forma, a primeira queima da cana-de-açúcar previamente à colheita alterou a capacidade e a diversidade metabólica microbiana, mas não mudou a estrutura das comunidades de bactérias em relação à área sem queima. No segundo experimento foram avaliadas amostras de terra, de duas áreas experimentais, sob cultivo de cana-de-açúcar (SP813250), com diferentes doses de N (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) na forma de uréia, aplicadas no sulco de plantio. Para verificar possíveis alterações na comunidade bacteriana desses solos, foram avaliadas a estrutura das comunidades bacterianas por PCR-DGGE e a diversidade de bactérias oxidadoras de amônio (AOB), pelo seqüenciamento de bibliotecas do gene rRNA 16S, utilizando oligonucleotídeos iniciadores específicos. As doses de N alteraram a estrutura das comunidades bacterianas do solo nas duas áreas experimentais, determinadas por PCR-DGGE, entretanto, a adubação nitrogenada não alterou a diversidade de AOB no solo, das duas áreas. A estrutura da comunidade de AOB no solo da USA, sem adubação nitrogenada e com 80 kg de N ha-1 diferiu estatisticamente. Nas duas áreas, as unidades taxonômicas operacionais mais abundantes se relacionam filogeneticamente a Nitrosospira multiformes. / The microorganisms are the most abundant and diverse living creatures on earth. The agricultural practices reduce the soil biodiversity and a lower microbial diversity can result in a nutrient cycling and plant growth reduction. Two sugarcane crops experiments were investigated to evaluate modifications in the microbial activity and soil bacterial communities structure. The first of them was done at municipality of Novo Horizonte, Sao Paulo State (SP), and it has the aim to determine the sugarcane burn effects on soil bacterial community. The second experiment was introduced at municipalities of Pirassununga (SP) and Jaboticabal (SP) with the objective to verify the nitrogen fertilizing effect on soil bacterial community. The soil samples were taken in 0-10 cm and 10-20 cm depth, between and in the planting furrows. We used three sugarcane varieties (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) in the first experiment under unburned and burned sugarcane pre-harvest. We evaluated metabolic diversity (Biolog) and the bacterial community structure performing PCR-DGGE of 16S rRNA gene in the first experiment. The sugarcane harvest management had modified the soil heterotrophic metabolism by altering its diversity. In spite of that, there is no difference between the burned and unburned soil bacterial communities under the variety SP80-1842. For that reason, the first year pre harvest burn altered the microbial metabolic diversity and capacity but did not change the bacterial community structure when related with unburned area. In the second experiment, soil samples under the SP81-3250 variety were analyzed from two sites. Each site received different levels of urea as nitrogen fertilization (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) applied at planting furrows. The PCR-DGGE was applied to verify changes in the bacterial communities structure in these soils. The ammonia-oxidizing bacteria (AOB) diversity was evaluated by sequencing of 16S rRNA gene libraries after the amplification with specific primers. The levels of nitrogen fertilization altered the soil bacterial communities structure in both study sites, by PCRDGGE evaluation. However, the nitrogen application did not alter the soil AOB diversity in those two sites. The soil AOB community structure under no nitrogen and 80 kg N ha-1 application was different from the community structure under the other levels of fertilization in one of the two sites. The operational taxonomic unit are phylogenetically related to Nitrosospira multiformes in the two sites.

A associação de adubos verdes a fontes minerais de N para as culturas está tornando-se uma opção promissora de manejo da fertilização nitrogenada, com o objetivo de recuperar a fertilidade de solo, aumentar a matéria orgânica do solo, reduzir as perdas de N mineral de fontes prontamente disponíveis, e no caso das leguminosas incorporarem nitrogênio ao solo proveniente da fixação biológica. Os objetivos deste trabalho foram: (1) avaliar o aproveitamento do nitrogênio da crotalária, do milheto e da uréia pelo arroz e o efeito residual no feijoeiro cultivado em sucessão, (2) avaliar a contribuição do N das raízes e da parte aérea desses adubos verdes para o arroz e o feijoeiro, e (3) quantificar o N na planta proveniente dos adubos verdes em relação à época de aplicação da uréia (semeadura e cobertura). Foram desenvolvidos experimentos com Latossolo Vermelho distroférrico típico em casa de vegetação no CENA/USP em três fases: (a) marcação isotópica dos adubos verdes com 15N realizada com (NH4)2SO4 enriquecido em 10 e 5% de átomos de 15N para a crotalária e milheto, respectivamente, (b) cultivo de arroz em vasos de 4 kg de TFSA com delineamento experimental inteiramente casualizado com 12 tratamentos e três repetições, dispostos em esquema fatorial 3 x 4, correspondendo a combinação de crotalária, milheto e sem adição fonte orgânica de N com quatro doses de 15N-uréia (0; 28,6; 57,2; 85,8 mg kg-1 de N ), e (c) cultivo de feijão nos mesmos vasos após o cultivo de arroz. A produtividade de grãos de arroz foi influenciada positivamente pela utilização de crotalária quando comparada ao milheto e ao tratamento sem adubo verde, com maior efeito a medida que se aumentou a dose de N mineral. O aproveitamento do N da crotalária (18,9%) foi mais de duas vezes superior ao do milheto (7,8%). As doses de uréia, nos tratamentos com ou sem uso adubo verde, não influenciaram o aproveitamento de N do fertilizante pela planta de arroz (palha+grão), sendo a media geral de aproveitamento de N-uréia de 53,76%. O aproveitamento do N das raízes dos adubos verdes foi de 14,1%, enquanto da parte aérea foi de 16,8%. Com o uso de crotalária, observou-se maior aproveitamento de N-uréia aplicado na semeadura (61,7%) em relação à cobertura (47,1%), mas esse efeito não foi observado para o milheto e sem adição de adubo verde. O aproveitamento do N residual dos adubos verdes pelo feijão foi de 3,56% para o N da crotalária e de 3,43% para o N de milheto, e superior ao do N do fertilizante (2,63%). / The association of green manures and mineral N sources is becoming a promising option for nitrogen fertilizer management, with the objective of recovering the soil fertility, increase of soil organic matter, reduce the loss of mineral N from the readily available sources, and in the case of legume incorporate biologically fixed N to the soil. The objectives of this research were to: (1) evaluate the utilization of N by the rice crop from crotalaria (sunnhemp), millet and urea and its residual effect on bean crop (Phaseolus vulgaris L.) grown in succession; (2) evaluate the contribution of N from the roots and above ground part of these green manures to rice and bean crops, and (3) quantity the N in the plant derived from the green manures in relation to the urea application time (at seeding and topdressing). Experiments were carried out with typic dystrophic Red Latosol (oxisol) in green house at CENA/ USP, in three phases: (a) green manures labeling with 15N, using (NH4)2SO4 enriched with 10 and 5% 15N, for crotalaria and millet, respectively; (b) rice growth in pots containing 4 kg of air dried soil, in completely randomized design with 12 treatments and three replicates, arranged in a 3 x 4 factorial scheme, corresponding to combination of crotalaria, millet and without addition of organic N, with four rates of urea-15N (0; 28.6; 57.2; 85.8 mg N Kg-1), and (c) bean plant growth after rice cultivations. The rice grain productivity was affected positively by the crotalaria when compared to millet and treatment without green manure, with greater effect with increasing mineral N rate. The crotalaria N utilization (18.9%) by the rice plants was more than two times higher than from the millet (7.8%). The urea rates, in the treatments with or without green manure, did not affect the utilization by the rice plants (grains + husk) of N form the fertilizer (53.76% in average). The utilization of green manure roots N by the rice plants was 14.1%, while of above ground parts was 16.8%. With crotalaria, higher utilization of N occurred from urea applied at seeding (61.7%) compared to the top dressed application (47.1%), but this effect was not observed for millet and without addition of green manure. The utilization of green manures residual N by the bean crop was only 3.56% from crotalaria and 3.43% from millet, which were higher than from fertilizer N (2.63%).

A colheita sem queima da cana-de-açúcar favorece o acúmulo de resíduos na superfície, aumentando os teores de C e N no solo. A quantificação do N mineralizado é de grande interesse, pois a matéria orgânica do solo (MOS) é o principal reservatório de N para as plantas. Embora a mineralização da MOS forneça quantidades apreciáveis de N mineral, a fertilização nitrogenada se faz necessária para a manutenção de produtividades elevadas na cultura. Devido à espessa camada de palha, a aplicação dos fertilizantes nitrogenados é realizada geralmente sobre o solo, intensificando o processo de volatilização de NH3 quando a uréia é utilizada. A primeira parte deste estudo avaliou e comparou métodos biológicos para estimativa do N mineralizável em solos cultivados com cana-de-açúcar. Foram utilizadas amostras de cinco solos, coletadas nas profundidades de 0-20, 20-40 e 40-60 cm. As amostras de solo foram incubadas aerobiamente a 35°C, durante 32 semanas, e anaerobiamente (waterlogged) a 40°C, por 7 dias. Os teores de areia, silte e argila foram os melhores índices para estimar o N mineralizável do solo. Na incubação aeróbia de longa duração, o N mineralizado acumulado apresentou maior sensibilidade em relação N potencialmente mineralizável para a predição da mineralização líquida de N. A incubação anaeróbia de curta duração pode ser utilizada em rotina de laboratórios. A manutenção do N-NH4+ pré-existente nas amostras proporcionou melhores estimativas do N mineralizável do solo com o método da incubação anaeróbia. O segundo experimento avaliou a variação temporal do N inorgânico em um LATOSSOLO VERMELHO distrófico (LVd) e LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO eutrófico (LVAe) relacionada à fertilização nitrogenada em soqueiras de cana-de-açúcar. Os tratamentos constaram das fontes: Ajifer®, cloreto de amônio, nitrato de amônio, uréia e YaraBela NitromagTM, na dose de 100 kg ha-1 de N; uréia nas doses: 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N e uma testemunha. No LVd, o Ajifer® e YaraBela NitromagTM inicialmente aumentaram os teores de N-NH4+ na camada de 0-20 cm, enquanto que a aplicação de YaraBela NitromagTM, nitrato de amônio, Ajifer® e as doses de 150 e 200 kg ha-1 de N-uréia incrementaram a quantidade de N-NO3- nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm. Após 44 dias, o N mineral do solo decresceu abruptamente devido à absorção pelas plantas e imobilização microbiana. A aplicação de N no LVAe não modificou a disponibilidade do nutriente no solo. O terceiro ensaio avaliou a eficiência de um coletor aberto na quantificação do N-NH3 volatilizado da uréia aplicada sobre a palhada de cana-de-açúcar. As perdas de N-NH3 foram estimadas pelo coletor semi-aberto estático (CSA) e coletor aberto com absorvedor envolto em película de politetrafluoroetileno (CA). A uréia foi aplicada superficialmente e em faixa, em tratamentos que corresponderam às doses de 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N. O CA não alterou a quantidade de N-NH3 volatilizada em relação ao CSA. A eficiência do CA variou de forma não-linear, em função da taxa de N-NH3 volatilizado, com valor médio de 58,4% na faixa de 100 a 200 kg ha-1 de N-uréia. / Harvesting sugarcane without burning favors the straw surface accumulation and C and N storage. Quantification of N mineralization is of great importance because soil organic matter (SOM) is the major N pool for plants. Although SOM mineralization provide appreciable amounts of mineral N, the fertilization is necessary for maintaining high yields. Due to the thick straw layer, the N fertilizer is applied normally above the residue, enhancing the NH3 volatilization process when urea is used. The first part of this study evaluated and compared biological methods to estimate N mineralization in soils cropped with sugarcane. Five soils samples were collected at 0-20, 20-40 and 40-60 cm depths. The soil samples were incubated aerobically at 35°C for 32 weeks, and anaerobic (waterlogged) at 40°C for 7 days for determination of net soil N mineralization. The sand, silt and clay fractions were the best indices for estimating soil N mineralization. The mineralized N accumulated in the long-term aerobic incubation showed higher sensitivity towards N mineralization potential to predict net N mineralization. The short-term anaerobic incubation can be used in laboratories routine. Maintaining the pre-existing NH4+-N of samples was advantageous to improve the mineralizable soil N estimation with the anaerobic incubation method. The second experiment evaluated the temporal inorganic N variation in a Typic Hapludox (TH) and Typic Eutrustox (TE), related to N fertilization of a sugarcane ratoon. The treatments were the sources: Ajifer®, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea and YaraBela NitromagTM, at 100 kg ha-1 N dose; urea rates: 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 N and a control. In TH, the Ajifer® and YaraBela NitromagTM initially increased the levels of NH4+-N at the 0-20 cm depth, while Ajifer®, ammonium nitrate, YaraBela NitromagTM and rates of 150 and 200 kg ha-1 urea-N raised the amount of NO3--N at 0-20 and 20-40 cm depths. After 44 days, mineral N decreased sharply due to the N uptake by plants and microbial immobilization. The N sources and N-urea rates in TE did not change the soil N availability. The third trial evaluated the effectiveness of an open collector for quantification of NH3-N volatilized from urea applied on sugarcane trash blankets. The NH3-N losses were estimated by semi-open static collector (SOC) and open collector absorber wrapped in polytetrafluoroethylene film (OC). Urea was applied in band on soil surface at rates of 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 N. The OC did not alter the amount of NH3-N in relation to SOC. The OC effectiveness ranged non-linearly with the NH3-N rate and showed an average of 58.4% on the range of 100 to 200 kg ha-1 urea-N.

A complexidade na dinâmica do nitrogênio é resultado de suas interações com o ambiente. Embora muito já tenha sido estudado, a adubação nitrogenada em cana-de-açúcar ainda pode ser considerada um desafio. Entre os esforços para melhorar o manejo do nitrogênio em cana-de-açúcar está o uso de sensores ativos de dossel. Para que um sensor de dossel se preste à adubação nitrogenada ele deve atingir requisitos fundamentais. Com base nisto, o objetivo deste trabalho foi avaliar se o sensor de dossel GreenSeekerTM é uma ferramenta de auxílio na recomendação da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar, através da avaliação dos requisitos: capacidade de identificar a resposta radiométrica às diferentes condições de nutrição por nitrogênio e de se correlacionar com a produtividade final da cultura. A produtividade e os dados de índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) foram coletados em cinco experimentos de resposta ao nitrogênio, ao longo do ano safra 2011-12. Os tratamentos se constituíram de doses de nitrogênio variando entre 0 e 240 kg ha-1. Para determinação do NDVI foi utilizado o sensor ativo de dossel GreenSeekerTM, modelo RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA). As avaliações com o sensor foram guiadas pela altura média dos colmos. Apenas 50% dos experimentos avaliados foram responsivos ao nitrogênio. O sensor se mostrou capaz de identificar significativamente a resposta da cultura ao suprimento diferenciado de N, tanto em experimentos responsivos quanto na ausência de resposta, com R2 de até 0,997. Além disso, o sensor foi capaz de se correlacionar com a produtividade final da cultura, através do índice NDVI medido no início do ciclo com R2 significativos variando entre 0,466 e 0,666. Quando o método do índice de resposta (RI) modificado foi utilizado para estimar produtividade, foram obtidos melhores ajustes, proporcionando aumento nos valores de R2, até três vezes maiores do que os obtidos com dados brutos de NDVI e produtividade, o que resultou na possibilidade de englobar no mesmo modelo dados referentes a experimentos heterogêneos quanto a ambientes variedades e tratamentos, porém com relações inferiores ao esperado. O sensor foi altamente eficiente na determinação da resposta da cultura ao suprimento diferencial de nitrogênio e foi capaz de se correlacionar com a produtividade final, caracterizando-se, portanto, como uma ferramenta útil no manejo da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar. / The complexity in the nitrogen dynamics is due the range of iterations it has in the environment. Even though much has been studied already, sugarcane nitrogen fertilization is still considered a challenge. Among the efforts to better manage nitrogen in sugarcane is the use of active crop canopy sensors. In order to be valuable for nitrogen management, a sensor must fulfill fundamental requirements. Based on that, the objective of this study was to evaluate if the canopy sensor GreenSeekerTM is a valuable tool in the process of nitrogen recommendation in sugarcane, through the following requirements: capacity of identifying the crop radiometric response to differentiated conditions of nitrogen supply and to correlate with crop final yield. The yield and the normalized difference vegetative index (NDVI) data were collected from 5 different nitrogen response trials during the harvest season of 2011-12. The treatments consisted of nitrogen rates ranging from 0 to 240 kg ha-1. A GreenSeekerTM, active crop canopy sensor, model RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA) was used to obtain the NDVI data. The sensor readings were guided by the average crop stalk height. Just 50% of the evaluated trials were responsive to nitrogen. The sensor has shown to be able to significantly identify the crop response to nitrogen supply in either responsive or nonresponsive conditions with a maximum R2 of 0,997. In addition, the sensor was also able to correlate with final yield, using early NDVI readings with significant R2 values ranging from 0,466 to 0,666. When the modified response index (RI) yield prediction method was used, better fits were found, which translated into an increase in the R2 values of up three times fold when compared to the estimation made with raw NDVI and yield data, resulting in the possibility to address in the same model data from trials heterogeneous in conditions, varieties and treatments even though the relations found were weaker than expected. The sensor was highly effective in identifying crop response to nitrogen supply and to correlate to final yield, hence it was characterized as a valuable tool for nitrogen management in sugarcane.

Nos cerrados tem-se adotado o sistema de integração lavoura-pecuária por tratarse de tecnologia de recuperação/renovação de pastagem em consórcio com culturas anuais, como a do milho. Nesse sistema a fertilização da lavoura recupera a pastagem e a mantém produtiva. Dentre os nutrientes aplicados nas fertilizações destaca-se o nitrogênio, que no solo sofre várias transformações e sua eficiência é comprometida com as épocas e doses de aplicação na pré-semeadura, em capim-Braquiária, e/ou em cobertura na cultura do milho. O objetivo do trabalho foi determinar as doses de nitrogênio na forma de sulfato de amônio e estabelecer a aplicação desse nutriente se em pré-semeadura e/ou em cobertura do milho no sistema de integração lavoura-pecuária. O experimento foi desenvolvido na Fazenda da Universidade de Brasília-UnB, em pastagem degradada de Brachiaria decumbens implantada em um LATOSSOLO VERMELHO AMARELO Distrófico típico. Procedeu-se à correção do solo com calcário dolomítico (1,3 t ha-1) e à adubação corretiva com 80 kg ha-1 de P2O5, 50 kg ha-1 de K2O, respectivamente, na forma de superfosfato simples e cloreto de potássio. O nitrogênio na forma de sulfato de amônio, nas doses de 60 e 120 kg ha-1, foi aplicado manualmente em pré-semeadura (73 dias antes da semeadura do milho), na posição dos sulcos para semeadura do milho. O capim-Braquiária foi dessecado com o uso do herbicida paraquat (2 L ha-1) em duas aplicações. O milho híbrido simples AG-450 foi semeado manualmente, em sulcos espaçados de 0,80m, resultando em uma população de 62.500 plantas por hectare. Na semeadura do milho em todos os tratamentos aplicaramse 30 kg ha-1 de N, 110 kg ha-1 de P2O5 e 70 kg ha-1 de K2O, respectivamente, nas formas de sulfato de amônio, superfosfato simples e cloreto de potássio. A adubação de cobertura do milho foi realizada, manualmente, no estádio V4 do milho nas doses de 30, 60 e 120 kg ha-1 de N na forma de sulfato de amônio, aplicando-se também 30 kg ha-1 de sulfato de zinco. Tanto na pré-semeadura como na cobertura incluiu-se tratamento sem N-fertilizante (0 kg ha-1 de N), mas que recebeu na semeadura do milho a dose de 30 kg ha-1 de N como sulfato de amônio e na cobertura 30 kg ha-1 de sulfato de zinco. O delineamento experimental foi em blocos casualizados no esquema de parcelas subdivididas com 12 tratamentos e 4 repetições. Os 12 tratamentos com doses de N corresponderam às combinações dos níveis de N em pré-semeadura e cobertura do milho. Nas parcelas dos tratamentos: 120-0 e 0-120 kg ha-1 de N foram incluídas microparcelas com as doses de sulfato de amônio marcado com 15N (120 kg ha-1), respectivamente, em pré-semeadura e cobertura. Foram realizadas análises do solo e de tecido vegetal, quantificada a massa seca e determinada a % de recuperação do nitrogênio do sulfato de amônio-15N. A média de massa seca do tecido vegetal e de grãos de milho apresentou acréscimo na produção quando o nitrogênio foi aplicado em cobertura, porém não foi significativo em relação à aplicação em pré-semeadura. As melhores respostas em produção de massa seca foram obtidas com as doses de N (kg ha- 1): 120-70 e 60-85, aplicadas em pré-semeadura e cobertura respectivamente. As maiores produções de grãos deram-se com as doses de N de 60-60 e 0-96 kg ha-1 aplicadas, respectivamente, em pré-semeadura e cobertura do milho. A recuperação do N do sulfato de amônio foi de 79 e 40% quando aplicado em cobertura e na pré-semeadura respectivamente. / Crop/livestock integration systems have been adopted in the cerrados, since this is a technology for pasture recovery and renovation, used in association with annual crops, such as corn. In this system, the pasture is recovered and maintained productive by crop fertilization. Nitrogen is prominent among the nutrients applied in fertilizations; it undergoes several transformations in the soil, and its efficiency can be compromised by application seasons and rates in Brachiaria grass fertilized prior to sowing, and/or as sidedressing in corn. The objective of this work was to determine nitrogen rates in the form of ammonium sulfate and to establish application for this nutrient if prior to seeding and/or as sidedressing in corn, under a crop/livestock integration system. The experiment was developed at Universidade de Brasília-UnB’s Farm, in a degraded Brachiaria decumbens pasture implemented on a typical Dystrophic RED-YELLOW LATOSOL. The soil was corrected with dolomitic lime (1.3 Mg ha-1) and received corrective fertilization with 80 kg ha-1 P2O5, 50 kg ha-1 K2O in the form of single superphosphate and potassium chloride, respectively. Nitrogen in the form of ammonium sulfate, at the rates of 60 and 120 kg ha-1, was applied manually prior to seeding (73 days before corn seeding), at the furrow positions where corn was to be sown. The Brachiaria grass was desiccated with the herbicide paraquat (2 L ha-1) in two applications. Single hybrid corn AG-450 was sown manually, in furrows spaced 0.80m apart, resulting in a population of 62,500 plants per hectare. Fertilization at corn seeding in all treatments consisted of 30 kg ha-1 N, 110 kg ha-1 P2O5, and 70 kg ha-1 K2O, applied in the form of ammonium sulfate, single superphosphate, and potassium chloride, respectively. Corn sidedressing was performed manually at the V4 developmental stage of corn at the rates of 30, 60, and 120 kg ha-1 N in the form of ammonium sulfate; the application also included 30 kg ha-1 zinc sulfate. A treatment without fertilizer (0 kg ha-1 N) was included both before seeding and as sidedressing, but receiving the rate of 30 kg ha-1 N at corn seeding as ammonium sulfate and 30 kg ha-1 zinc sulfate during the sidedressing application. The experimental design was randomized blocks in a split-plot scheme with 12 treatments and 4 replicates. The 12 treatments containing N rates corresponded to corn pre-sowing and sidedressing N rate combinations. Microplots were included in the plots of treatments 120-0 and 0-120, respectively, applied prior to sowing and as sidedressing, containing 15N-labeled ammonium sulfate rates (120 kg ha-1). Soil and plant tissue analyses were carried out, dry mass was quantified, and the % of nitrogen recovery from the 15N-labeled ammonium sulfate was determined. The mean dry mass values in the plant tissue and in corn grain showed yield increases when nitrogen was applied as sidedressing, but were not significant in the pre-seeding application. The best dry mass yield responses were obtained with N rates (kg ha-1) of: 120-70 and 60-85, applied before seeding and as sidedressing, respectively. The highest grain yields were verified at N rates of 60-60 and 0-96 kg ha-1 applied before seeding and as sidedressing in corn, respectively. N recovery from the ammonium sulfate was 79 and 40%, when applied as sidedressing and before seeding, respectively.

No presente trabalho objetivou-se, em um dos experimentos, avaliar o efeito das adubações nitrogenada e potássica sobre: a) o rendimento e composição mineral de maçãs; b) alguns atributos qualitativos de maçãs; c) a composição mineral das folhas e o crescimento da macieira (Malus domestica Borkh) e, noutro, avaliar a influência da aplicação de resíduo de papel na superfície do solo e da carga de frutos em atenuar os efeitos do déficit hídrico da macieira. O primeiro experimento foi conduzido durante os anos de 1998 a 2006, em São Joaquim-SC, Brasil, utilizando-se o cultivar 'Fuji'. Os tratamentos consistiram das combinações de quatro doses de N e K (0, 50, 100 e 200 kg ha-1 de N e K2O), aplicadas anualmente ao solo. O segundo experimento foi realizado em 2006, no município de Summerland-BC, Canadá, envolvendo a combinação do déficit hídrico em três períodos (50 a 90, 80 a 110 e 110 a 150 DAPF) do ciclo da macieira 'Golden Delicious', aplicação de resíduo de papel na superfície do solo (com e sem) e ajuste da quantidade de frutos (100% e 50%). O rendimento foi aumentado em cinco e em quatro dos oito anos avaliados pela adubação nitrogenada e potássica, respectivamente. O tamanho dos frutos foi mais influenciado pela adubação potássica que pela nitrogenada. As adições de N e K afetaram a composição mineral dos frutos, incrementando suas concentrações e as relações N:Ca e K:Ca. A adubação nitrogenada afetou negativamente a coloração, firmeza da polpa e teor de sólidos solúveis totais dos frutos. Essas mesmas variáveis foram afetadas positivamente pela adubação potássica, exceto para a firmeza da polpa. As concentrações dos macronutrientes nas folhas foram alteradas, principalmente pela adubação nitrogenada, que promoveu o incremento das concentrações de N, Ca e Mg e a redução das concentrações de K e P. A adubação potássica aumentou a concentração foliar de K e reduziu a de Mg. O crescimento da macieira foi afetado pelo N, o qual aumentou o perímetro do tronco e o comprimento dos ramos do ano. A análise química realizada em novembro mostrou-se útil na estimativa dos teores foliares dos macronutrientes atingidos em janeiro/fevereiro. As plantas submetidas ao déficit hídrico nos períodos de 50 a 90 e 80 a 110 DAPF tiveram a condutância estomática reduzida, porém, essa variável não foi alterada pela quantidade de frutos. A aplicação de resíduos de papel na superfície do solo atenuou a redução da condutância estomática provocada pelo déficit hídrico. A menor quantidade de frutos refletiu em maior massa média dos frutos, porém, em menor rendimento. A produção e a massa média de frutos foram maiores na presença do resíduo de papel na superfície do solo se comparadas à ausência do mesmo. As concentrações dos nutrientes nos frutos variaram em resposta aos períodos de déficit hídrico e, em geral, foram maiores quando a carga de fruto era menor. As concentrações de K, P e B também foram aumentadas pelo uso de resíduo de papel na superfície do solo, tanto nas folhas como nos frutos. / The objectives of this work were to evaluate, in one experiment, the effect of nitrogen and potassium fertilization on: a) yield and mineral composition of apples; b) some apples qualitative characteristics; c) mineral composition of leaves and growth parameters of apple trees (Malus domestica Borkh) and, in another one, the influence of paper mulch and fruit crop load in reducing the water deficit effects in apple trees. The first experiment was carried out from 1998 to 2006, in São Joaquim/SC, Brazil, using the 'Fuji' cultivar. The treatments were represented by the combination of four N and K annual fertilizer rates (0, 50, 100 and 200 kg ha-1 of N and K2O). The second experiment was accomplished in 2006, in Summerland-BC, Canada, analyzing the water deficit in three periods of the 'Golden Delicious' apple cycle (50 to 90, 80 to 110 and 110 to 150 DAFB), paper mulch (with and without) and fruit crop load adjustment (100% and 50%). The yield was increased in five and four of the analyzed years, by nitrogen and potassium fertilization, respectively. Fruit size was more influenced by potassium than nitrogen fertilization. N and K supply affected fruit mineral composition, increasing their concentrations and N:Ca and K:Ca ratios, whereas nitrogen fertilization decreased the Ca, Mg and P concentration in the fruits. Nitrogen fertilization negatively affected the parameters of fruit color, flesh firmness and soluble solids contents. These variables were positively affected by potassium fertilization, except flesh firmness. The macronutrients concentration in leaves were altered, specially by nitrogen fertilization, which promoted the increasing of N, Ca and Mg concentrations and the reducing of K and P concentrations. The potassium fertilization increased K and decreased Mg concentration in leaves. Trunk girth and new year shoot length were increased by N fertilization. Chemical analysis done in November was useful in predicting the macronutrients contents in leaves reached in January/February. Plants submitted to water deficit from 50 to 90 and 80 to 110 DAFB showed reduced stomatal conductance but this variable was no affected by fruit crop load. The paper mulch alleviated the decreasing in stomatal conductance caused by water deficit. The lowest fruit crop load caused highest average fruit mass, but lowest yield. The production and average fruit mass were higher when mulch was used, if compared with its absence. Fruit nutrient concentrations ranged in response to the water deficit periods and were generally higher when fruit crop load was lower. Both, leaf and fruit K, P and B concentrations were increased by mulch paper. Fruit crop load was the factor that less affected the nutrients concentrations in leaves.