2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: 85-99141-01-5
DISPONIBILIDADE DA FRAÇÃO N AMINO-AÇÚCAR E RESPOSTA
À FERTILIZAÇÃO NITROGENADA (
15N) EM SOLOS COM TEORES
CRESCENTES DE MATÉRIA ORGÂNICA
Sandra R. da S. Galvão1, Ignácio H. Salcedo1, Rômulo S. C. Menezes1 e Holm Tiessen2
1 Departamento de Energia Nuclear
Universidade Federal de Pernambuco Av. Luiz Freire, 1000
50740-540 Cidade Universitária, Recife, PE reginassg@uol.com.br; salcedo@ufpe.br; rmenezes@ufpe.br
2 Universidade de Göttingen, Germany
tiessen@sask.usask.ca
RESUMO
Tem sido proposto que a fração N amino-açucar (N amino), obtida por extração química, representa um reservatório de N lábil para as plantas. Para avaliar a disponibilidade dessa fração e como afeta a intensidade da resposta à fertilização nitrogenada (15N), foi realizado um experimento em vasos com vinte amostras de solo
apresentando teores crescentes de N total, sendo dez amostras de textura FrArgAr e dez FrAr. Potes de PVC contendo 500 cm3 de solo foram divididos em dois grupos: um grupo recebeu 40 mg N kg-1 de solo como
NH4NO3 enriquecido com 2,5% de átomos de 15N enquanto o outro grupo não foi fertilizado com N. Todas as
amostras foram adubadas com 25 mg P kg-1 solo e cultivadas com capim buffel (Cenchrus ciliaris) durante 60
dias. Os teores de N total e N amino foram maiores, em média, nas amostras de textura FrArgAr que nas FrAr. A produção de matéria seca e o N absorvido pelas plantas relacionaram-se positivamente com o teor de N amino e foram maiores (p<0,1) nas amostras de textura FrArgAr que nas FrAr, independentemente da adubação nitrogenada. O Ndds% foi maior na textura FrArgAr que nas FrAr enquanto o Nddf%, em média, não variou com a textura. A eficiência de utilização do fertilizante oscilou entre 78 e 98%, mas o percentual de resposta diminui de 404% para 47% com o aumento de N amino.
1. INTRODUÇÃO
A fração da matéria orgânica mais facilmente mineralizável tem influência sobre a fertilidade do solo por representar um reservatório de nutrientes que podem ser disponibilizados para as plantas em curto prazo. A identificação e quantificação de um reservatório lábil por métodos químicos pode ser usada para prever o suprimento potencial de nutrientes, como N, durante o ciclo de crescimento de uma cultura [1, 2, 3, 4].
A fração de N amino-açúcar (N amino), obtida por extração química, tem sido proposta como um reservatório lábil de N no solo [5, 6]. Em solos dos Estados Unidos, Mulvaney et al. [5] observaram que a resposta à fertilização nitrogenada do milho, com concentrações de N amino-açúcar oscilando entre 303 e 511 mg kg-1 solo foi menor que naqueles oscilando entre 46 e 194 g kg-1 solo. Estudos realizados com solos de brejo na Paraíba quantificaram teores de N amino na faixa de 19 a 260 mg kg-1 solo [7], ou seja, dentro do intervalo de teores dos solos que responderam à fertilização nitrogenada segundo os resultados de Mulvaney et al. [5]. Entretanto, dadas as diferenças de solo e clima existentes, não é possível assegurar que as faixas de suficiência de N amino sejam extrapoláveis de uma região para outra. Diferenças texturais, por exemplo, podem determinar respostas distintas à aplicação de fertilizantes, pois as argilas proporcionam à matéria
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orgânica uma maior estabilidade à decomposição pelos microorganismos [8]. Sendo assim, é necessário realizar estudos de calibração da fração N amino em relação à resposta à fertilização nitrogenada com solos da região.
Uma forma de fazer a calibração e avaliar a labilidade da fração N amino é com o uso de traçador, através da aplicação de fertilizante marcado com 15N. Esta técnica foi utilizada
por Khan el al. [6] para assegurar a quantificação da fração N amino e obter sua determinação de forma mais simples.
O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em casa de vegetação, a disponibilidade da fração N amino açúcar para as plantas e a intensidade da resposta à fertilização nitrogenada (15N), em solos com teores crescentes de N total e com diferentes classes texturais.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram escolhidas vinte amostras de solo da microbacia de Vaca Brava, situada entre o município de Areia e Remígio – PB [9], com teores crescentes de N orgânico total para um experimento em casa de vegetação, inteiramente casualizado, com três repetições. Dez amostras eram de textura franco argilo-arenosa (FrArgAr) e dez franco arenosa (FrAr).
Potes de PVC contendo 500 cm3 de solo foram divididos em dois grupos: um grupo recebeu 40 mg N kg-1 de solo como NH4NO3 enriquecido com 2,5% de átomos de 15N
enquanto o outro grupo não foi fertilizado com N (controle). Todas as amostras receberam 25 mg P kg-1 solo na forma de K2HPO4, uma vez que os solos apresentavam teores de P extraível
inferior a 5 mg kg-1 [12]. Os fertilizantes foram adicionados em solução aquosa, numa
quantidade de solução equivalente a 50% do espaço poroso. Em cada vaso foram plantadas cinqüenta sementes de capim buffel (Cenchrus ciliares), desbastando-se para quatro plantas por vaso uma semana após a germinação. A umidade do solo foi ajustada diariamente mediante pesagens e adição de água deionizada. Foi realizado um primeiro corte após 30 dias e outro após 60 dias do plantio; neste último foram colhidas parte aérea e raiz.
As amostras de solo foram analisadas quanto aos teores de nitrogênio total pelo método de Kjeldahl por destilação com arraste de vapor [10], N amino açúcar, pela metodologia de Khan et al. [6] e N mineral inicial, quantificado por extração com KCl 1 mol L-1 e determinado por colorimetria em auto-analisador Technicon [11]. As amostras de material vegetal colhidas nos dois períodos foram secas a 60ºC, pesadas, moídas e digeridas com H2SO4/H2O2. O teor de N total foi determinado pelo método do Kjeldahl [10] e a
abundância de 15N foi determinada por espectrometria de massa na Universidade de Göettingen-Alemanha. A análise estatística constou de análise de regressão e correlação e o efeito das classes texturais foi analisado pelo teste-t.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise de regressão da produção de matéria seca de capim buffel em função da fração N amino foi significativa (p<0,05) (Figura 1). O ajuste dos dados foi feito com todas as amostras, uma vez que as inclinações para as diferentes classes texturais não diferiram entre si (p<0,05). A quantidade de matéria seca aumentou até 200 mg N amino kg-1 solo, independente da fertilização nitrogenada, indicando que esta fração é uma fonte de N para as plantas.
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O teor de N amino correlacionou-se significativamente com o teor de N total das amostras selecionadas. A elevada correlação entre a fração N amino e o teor de N total (r=0,98 para as amostras FrArgAr e r=0,96 para as FrAr) faz com que, nestas amostras, o N total possa ser igualmente utilizado como um indicador do N absorvido pelas plantas.
O nitrogênio absorvido pelas plantas não fertilizadas com N foi derivado do N mineral presente nas amostras no início do experimento mais aquele que foi sendo mineralizado ao longo do período de cultivo nos potes. A fração mineralizada dependeu basicamente da quantidade de C e N lábil presente nas amostras. A absorção de N pelas plantas nas amostras de solo não adubadas com 15N foi maior (p<0,1) nas amostras de textura FrArgAr em relação as amostras de textura FrAr. A mesma tendência foi observada para as amostras que receberam 15N, com exceção do Nddf% que não diferiu entre classes texturais. Entretanto, o Ndds% foi maior nas amostras de textura fina, provavelmente devido a maior concentração de N amino e de N total das mesmas.
Figura 1. Relação entre o teor de N amino do solo e a produção de matéria seca do capim buffel cultivado em potes de PVC sem (a) e com (b) fertilização nitrogenada.
y = -217,3x2 + 113,5x - 1,31 r2 = 0,83 0 5 10 15 20 0,0 0,1 0,2 0,3 N amino-açúcar (g kg-1) matéria seca (g kg -1) y = -182,3x2 + 98,8x + 2,67 r2 = 0,82 0 5 10 15 20 0,0 0,1 0,2 0,3 N amino-açúcar (g kg-1 ) matéria seca (g kg -1 ) (a) (b)
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Os teores de N amino foram, em todos os casos, maiores que o N nas plantas derivado do solo. Dada a curta duração do experimento, não é possível concluir que parte da fração não estaria disponível para as plantas.
Quadro 1. Teores de N total, N mineral inicial, N absorvido, eficiência de uso do fertilizante e resposta à fertilização de plantas de capim buffel em potes de PVC com
amostras de solo da microbacia Vaca Brava.
N absorvido
Fertilizado com 15N
Solo Ntotal Namino N mineral inicial Sem
fertilizante Ndds(1) Nddf(2) Total
Efic. util.(3) Resp.(4)
--- mg N kg-1 solo --- --- % --- FrArgAr 1 832 48 9,37 23,8 24,7 34,1 58,8 85 147 2 1148 55 5,76 27,0 28,5 33,2 61,7 83 129 3 1164 78 5,46 24,6 25,0 33,5 58,5 84 138 4 1492 115 9,36 31,7 35,1 36,0 71,0 90 124 5 1970 160 23,7 78,4 77,8 37,8 115 94 47 6 2132 137 15,8 73,3 70,6 37,8 108 94 48 7 2374 195 19,3 88,4 92,5 39,3 131 98 49 8 2695 200 12,6 84,4 92,5 37,8 130 95 54 9 2765 244 19,8 68,6 74,6 38,7 113 97 65 10 2856 241 21,7 78,8 80,6 37,2 117 93 49 Média 1943a 147 a 14,3 a 57,9 a 60,2 a 36,5 a 96,7 a 91 a FrAr 11 533 37 1,98 7,42 6,3 31,1 37,4 78 404 12 792 66 6,69 21,7 28,7 34,7 63,5 87 192 13 922 57 14,1 39,2 40,6 36,2 76,7 90 96 14 1020 93 9,91 32,3 31,8 32,0 63,7 80 97 15 1148 95 12,6 36,6 38,2 33,9 72,2 85 97 16 1348 98 15,5 49,0 55,2 37,7 93,0 94 90 17 1343 124 17,7 49,9 55,4 37,7 93,1 94 87 18 1527 146 11,5 51,1 59,1 38,7 98,0 97 88 19 1641 164 25,6 63,6 69,5 39,1 108 98 71 20 2039 169 22,1 71,3 77,5 37,2 114 93 61 Média 1231 b 105 b 13,8 a 42,3 b 46,2 b 35,8 a 82,1 b 90 a
Médias seguidas de letra igual, na mesma coluna, não diferem (p<0,1) pelo teste-t para médias independentes. (1) Ndds:
quantidade de N absorvido derivado do solo. (2) Nddf: quantidade de N absorvido derivado do fertilizante. (3) Efic. Util.:
eficiência de utilização do fertilizante. (4) Resp.: percentual de resposta a fertilização nitrogenada em relação ao controle
A resposta à fertilização nitrogenada nas amostras de textura FrArgAr decresceu acentuadamente a partir de teores de N amino maiores que 115 mg kg-1, passando de respostas maiores de 100% para respostas ao redor de 50% (Quadro 1). Esta última percentagem de resposta pouco mudou quando os teores de N amino passaram de 160 para 240 mg kg-1. Nas amostras de textura FrAr o decréscimo marcante na reposta ocorreu com teor de N amino maior que 66 mg kg-1, com exceção da amostra 13. A partir dessa amostra, a
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relação inversa entre teor de N amino e resposta à adubação foi relativamente gradual, em contraste com as amostras de textura mais fina (Quadro 1). Esta relação inversa sugere que o N amino seja uma fração rapidamente mineralizável e disponível para as plantas. Caso contrário, a resposta oscilaria de forma independente do teor de N amino, sobretudo considerando-se que os teores dessa fração ficaram na faixa de deficiência de N estabelecido por Mulvaney et al [5]. A labilidade da fração ficou também demonstrada pela diminuição nos teores de N amino das amostras, após o ensaio, e pelo fato de em quatro amostras fertilizadas, foi determinado enriquecimento em 15N da fração (dados não mostrados).
A mineralização do N (N absorvido menos N inicial) nas amostras de textura FrArgAr foi semelhante no controle e no fertilizado com média de 43,1 mg kg-1 e 45,7 mg kg-1,
respectivamente. O mesmo foi observado nas amostras de textura FrAr, com valores de N mineralizado de 28,0 mg kg-1 e 32,3 mg kg-1, respectivamente(Quadro 1). Esses valores de N
mineralizado representaram ao redor de 2,2% do N total das amostras, independentemente da classe textural. Estudo semelhante com amostras da região semi-árida, apresentando também teores crescentes de C e sem uso de fertilização, mineralizaram em média 2,0% do N total após sessenta dias de cultivo [3], resultado semelhante ao obtido neste trabalho. A proporção de N total mineralizado aumentou, no entanto, com a aplicação de fertilizante (efeito de “priming”). Isto ocorreu em oito amostras de ambas as texturas, com valor máximo de 8,12mg kg-1 solo para as de textura FrArgAr e de 7,17 mg kg-1 solo para as texturas FrAr. A eficiência média de utilização do fertilizante nitrogenado das amostras de textura FrArgAr foi de 91% e as de textura FrAr de 90%, não havendo diferenças significativas entre as diferentes classes texturais. Esta alta eficiência provavelmente tenha decorrido da baixa quantidade de solo utilizada.
4. CONCLUSÕES
1. A relação inversa entre os teores da fração N amino e a resposta a fertilização nitrogenada permitem inferir que esta fração constitue um reservatório de N lábil.
2. Teores de N amino menores que 120 mg N kg-1 solo em amostras de textura FrArgAr e
FrAr permitiram respostas a fertilização nitrogenada na faixa de 90 a 404%. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Inter American Institute for Global Change (IAI) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) – Projeto Agricultura familiar, os recursos recebidos para execução deste trabalho. Aos seus funcionários pela disponibilização do Laboratório de Radiagronomia-DEN/UFPE para análise de solos.
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