Dinâmica do N no sistema solo-planta e fisiologia do brócolis fertilizado com diferentes proporções gramínea: leguminosa

Abstract

Entre as alternativas para substituir ou complementar a adubação mineral se encontra a adubação verde, sobressaindo as espécies de leguminosas e gramíneas puras e em misturas. Os objetivos desse trabalho foram avaliar a decomposição da massa e a mineralização de nutrientes de adubos verdes compostos por diferentes proporções de leguminosa na mistura com gramínea em condições tropicais; estudar a contribuição desses nutrientes no crescimento e produção de brócolis, na composição química da solução do solo e o efeito residual em cultivos subsequentes de brócolis e braquiária; avaliar as mudanças nas trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e o metabolismo em folhas de brócolis sob os diferentes adubos verdes e determinar a eficiência nutricional destes no cultivo de brócolis e nos cultivos subsequentes de brócolis e braquiária. Foram realizados dois experimentos em paralelo compostos por massa de feijão-de-porco (FP) e milheto (M) pura e em misturas. No primeiro, avaliou-se a decomposição da massa e mineralização de nutrientes dos adubos verdes 100FP, 75FP25M, 50FP50M, 25FP75M, 100M, em vasos de 12L preenchidos com solo e em quantidade de massa equivalente a área do vaso. Foram feitas coletas aos 0, 40, 80, 120 e 160 dias após a aplicação dos tratamentos. O outro experimento consistiu de seis tratamentos: Testemunha, 100FP, 75FP25M, 50FP50M, 25FP75M e 100M. Os adubos verdes foram aplicados sobre o solo do vaso de 70L no mesmo dia do transplante das mudas de brócolis. Avaliou-se o efeito residual dos adubos verdes nos mesmos vasos do primeiro cultivo de brócolis, com o transplante subsequente do segundo cultivo de brócolis e, após, a semeadura de braquiária sem nenhuma adubação. Após 40 dias do transplante, foi realizada a avaliação das trocas gasosas e coleta de folhas para análises bioquímicas. Também foi feita a avaliação da eficiência nutricional do primeiro cultivo de brócolis e a de nitrogênio dos outros cultivos em sucessão. As características químicas dos adubos verdes variaram de acordo com as misturas de leguminosa e gramínea. Em 100FP houve maior teor de N, menores teores de celulose, hemicelulose e lignina, e menores relação C/N e lignina/N, e resultados opostos foram encontrados em 100M. Houve maior mineralização na maioria dos nutrientes nas maiores proporções de feijão-de-porco na mistura. Houve maior crescimento, acúmulo de matéria seca e de nutrientes na parte aérea das plantas de brócolis nas maiores proporções de feijão-de-porco, assim como maior disponibilidade de nutrientes na solução do solo e efeito residual destes tratamentos no cultivo subsequente de brócolis e braquiária devido a maior mineralização de nutrientes, principalmente N. Maior conteúdo de proteínas, malato, glicose e aminoácidos e menor conteúdo de amido foram encontrados em folhas de brócolis, sem diferenças nas trocas gasosas e fluorescência da clorofila a. De forma geral, todos os índices de eficiência foram maiores no adubo verde com maior proporção de leguminosa, intermediário nas misturas e menores no adubo verde composto unicamente por milheto. As maiores proporções de feijão-de-porco na mistura dos adubos verdes levam à maior mineralização de nutrientes e maior concentração destes na solução do solo. Em consequência, maior crescimento e produção de plantas de brócolis sustentadas pelo maior conteúdo de proteínas e aminoácidos no primeiro cultivo e com efeito residual nos cultivos subsequentes.

Green manure is one of the alternatives to substitute or complement mineral fertilization, mainly the ones with pure or mixed legumes and grasses. The aims of this study were to evaluate mass decomposition and mineralization of nutrients on green manure composed of different proportions of legumes and grasses under tropical conditions; to study the contribution of these nutrients in the growth and production of broccoli, in the chemical composition of soil solution and in the residual effect on subsequent broccoli and brachiaria cultivation; to evaluate the variations on gas exchanges, chlorophyll fluorescence and biochemical activities on broccoli leaves under the use of different green manures; and to determine its nutritional efficiency on subsequent broccoli and brachiaria cultivation. Two experiments were conducted simultaneously composed of pure and mixed jack beans (JB) mass and millet (M). One to evaluate mass decomposition and mineralization of nutrients in green manures 100JB, 75JB25M, 50JB50M, 25JB75M and 100M, disposed in 12L vases filled with its equivalent mass in soil. Samples were collected before the treatments were applied and also 40, 80, 120 and 160 days after. The other experiment consisted of six different treatments: control, 100JB, 75JB25M, 50JB50M, 25JB75M and 100M. Green manures were applied on the soil in the 70L vase on the same day of broccoli seeding transplantation. After 40 days, an evaluation on gas changes was conducted and leaves were collect to biochemical analysis. Evaluations on residual effects of green manure were conducted on the same vases in the first broccoli cultivation, in the subsequent transplantation on the second broccoli cultivation and after the brachiaria sowing with no fertilization. Evaluations were also conducted to check the nutritional efficiency on the first broccoli cultivation and nitrogen on the subsequent crops. The chemical characteristics of green manures varied according to the mixtures of legumes and grasses. In 100JB, there was a higher level of N, lower levels of cellulose, hemicellulose e lignin and lower C/N and lignin/N ratios. Opposed results were found for 100M. Mineralization of great part of nutrients was higher where the amount of jack beans in the mixture was larger. There was also higher growth, dry matter and nutrients accumulation on the aerial part of broccoli when larger proportions of jack beans were present, as well as higher nutrients available on soil solution and residual effects of those treatments on the subsequent broccoli and brachiaria cultivation due to higher mineralization of nutrients, mainly N. Larger amounts of protein, malate, glucose and aminoacids, and lower amount of amid where found in broccoli leaves, but no difference in gas changes or chlorophyll fluorescence. As a whole, all efficiency levels were higher in green manures with larger amounts of legumes, intermediate in the mixtures and lower in green manure composed solely of millet. Larger amounts of jack beans in the mixtures of green manures result in higher mineralization of nutrients and its concentration on soil solution. As a result, there was higher growth and production of broccoli sustained by larger amounts of protein, amino acids on the first cultivation and residual effects on the subsequent crops.