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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2016.tde-18042016-160554
Documento
Autor
Nome completo
Thales Meinl Schmiedt Sattolo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Otto, Rafael (Presidente)
Mariano, Eduardo
Franco, Henrique Coutinho Junqueira
Título em português
Adubação nitrogenada em cana-de-açúcar: efeitos na fertilidade do solo, transformações microbianas e estoques de carbono e nitrogênio
Palavras-chave em português
Saccharum spp.
Carbono
Fertilização
Nitrogênio
Resumo em português
Os fertilizantes nitrogenados desempenham função importante na nutrição e aumento da produtividade da cana-de-açúcar, porém alteram os processos de transformação de C e N do solo. Este trabalho teve por objetivo principal avaliar o efeito da aplicação consecutiva de fertilizantes minerais e orgânicos nas transformações microbianas, na mineralização do N, nos estoques de C, N total e N mineral, e na fertilidade do solo a médio prazo. Foram escolhidas duas áreas cultivadas com cana-de-açúcar no Estado de São Paulo nas quais experimentos com manejo da adubação nitrogenada foram conduzidos desde 2010 e 2011, com reaplicação anual dos tratamentos até 2014. Nestas áreas foi adotado o delineamento estatístico casualizado em blocos com quatro repetições. Os tratamentos foram: controle (sem adubação nitrogenada), adubação com as fontes nitrato de amônio, ureia, composto orgânico e Ajifer® na dose 100 kg ha-1 ano-1 N, e adubação com a fonte YaraBella NitromagTM nas doses de 50, 100, 150 e 200 kg ha- 1 ano-1 N. Para avaliar o efeito dos tratamentos na variação da fertilidade do solo e no teor de N orgânico hidrolisável (N-ISNT), foram realizadas amostragens de solo anuais nestes experimentos nas camadas de 0-20 e 20-40 cm. Para avaliar o efeito dos tratamentos nos processos de transformação do C e N do solo, em 2014 foram coletadas amostras de solo até 100 cm de profundidade nos tratamentos controle, composto orgânico, YaraBella NitromagTM nas doses 100 e 200 kg ha-1 ano-1 N e mata nativa, nas quais foram determinados a densidade do solo e teores de C orgânico, N total e N mineral (N-NH4+ e N-NO3- + N-NO2-). Adicionalmente, amostras da camada de 0-20 cm foram incubadas em laboratório para avaliar a disponibilidade temporal de N e os teores de C e N da biomassa microbiana e sua atividade. Os efeitos da adubação nitrogenada consecutiva foram pouco expressivos nas transformações microbianas, na disponibilidade temporal de N mineral e nos estoques de C e N do solo; entretanto, foi observado acúmulo de N mineral em camadas mais profundas (> 40 cm) para a dose de 200 kg ha-1 ano-1 N. Além disso, a área de mata apresentou melhores atributos microbiológicos e maior estoque de C e N comparado às áreas cultivadas com cana-de-açúcar. Em relação à variação da fertilidade do solo, observou-se que o aumento das doses de N potencializa a acidificação do solo em anos consecutivos, assim como promove diminuição do teor de bases trocáveis. A manutenção da fertilidade do solo, dos atributos microbiológicos, e dos estoques de C, N total e N mineral para produção sustentável de biocombustíveis depende do manejo adequado da fertilização nitrogenada no sistema de colheita dos canaviais sem prévia queima. De forma complementar e paralela a estes trabalhos, foi objeto de estudo a adaptação e validação de métodos colorimétricos na determinação de N inorgânico em extratos de solos tropicais. Os resultados revelaram que é necessário adicionar carvão ativado durante o processo de extração para que os métodos colorimétricos apresentem melhor exatidão e precisão. Recomenda-se utilizar solução extratora de KCl 2,0 mol L-1 e permitir tempo de reação de 30 min. A faixa linear de trabalho mais adequada varia de 0 a 7,5 e 0 a 10,0 mg L-1 de N para leituras de N-NH4+ e N-NO3- respectivamente.
Título em inglês
Nitrogen fertilization in sugarcane: effects on soil fertility, microbial transformations and stocks of carbon and nitrogen
Palavras-chave em inglês
Bushland
Consecutive nitrogen fertilization
Illinois Soil Nitrogen Test - ISNT
Mineral nitrogen
Organic fertilizer
Resumo em inglês
Nitrogen fertilizers play an important role in nutrition and increased productivity of sugarcane, however, affect cycling of C and N in the soil. This study mainly aimed to evaluate the effect of the consecutive application of organic and inorganic sources of N in microbial soil transformations, in N mineralization, in C, total N and mineral N stocks, and soil fertility in the medium term. They were chosen two areas cultivated with sugarcane in the State of São Paulo in which experiments with management of nitrogen fertilization have been conducted since 2010 and 2011, with annual reapplication of treatments through 2014. In these areas was adopted the randomized blocks experimental design, with four replications. The treatments were: control (no nitrogen fertilization), fertilization with sources of ammonium nitrate, urea, organic fertilizer and Ajifer® at rate of 100 kg ha-1 yr-1 N, and fertilization with YaraBella NitromagTM source at rates of 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 yr-1 N. To evaluate the effect of treatments on the variation of soil fertility and hydrolysable organic-N fraction (N-ISNT), annual soil samples were collected in these experiments at 0-0.2 and 0.2-0.40 m. To evaluate the effect of treatments on soil C and N transformations, soil samples were collected up to 1.0 m depth in the control, organic fertilizers, YaraBella NitromagTM at rates of 100 and 200 kg ha-1 yr-1 N treatments and bushland, in which were determined bulk density and organic C, total N and mineral N (NH4+-N and NO2--N + NO3--N). In addition, soil samples of the 0-0.2 m were incubated in the laboratory to assess the availability of N and the content of C and N microbial biomass and microbial activity. The effects of consecutive nitrogen fertilizer were inexpressive in microbial transformations, in the temporal availability of mineral N and C and N soil stocks; however, it was observed mineral N accumulation in deeper layers (> 0.4 m) at rate of 200 kg ha-1 yr-1 N. Moreover, the bushland showed better microbiological attributes and largest C and N soil stocks compared with areas cultivated with sugarcane. In relation to the variation of soil fertility, it observed that the increase in N rates enhances the soil acidification in consecutive years, and promotes decreased levels of exchangeable bases. The maintenance of soil fertility, the microbiological attributes, and the C, total N and mineral N soil stocks for sustainable biofuel production depends on proper management of nitrogen fertilization on crop system of without burning sugarcane fields. Complementarily and in parallel with these studies, it was the object of study the adaptation and validation of colorimetric methods for the determination of inorganic N in tropical soil extracts. The results revealed that it is necessary to add activated charcoal during the extraction process so that colorimetric methods exhibit better accuracy and precision. It is recommended to use extraction solution of KCl 2,0 mol L-1 and allow 30 min reaction time between addition of reagent and the spectrophotometer reading. The linear working range more suitable varies from 0 to 7.5 and 0 to 10,0 mg L-1 of N for measurement of NH4+-N and NO3--N respectively.
 
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Data de Publicação
2016-05-02
 
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