Utilization of nitrogen from green manure and mineral fertilizer by sugarcane

Abstract

Given their potential for biological nitrogen fixation, legumes used as green manure are an alternative source of nitrogen to crops, and can supplement or even replace mineral nitrogen fertilization. The utilization of nitrogen by sugarcane (Saccharum spp.) fertilized with sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and ammonium sulphate (AS) was evaluated using the 15N tracer technique. Amounts of 195.8 kg and 70 kg N per hectare, respectively, of sunn hemp and AS were added in the following treatments: without green manure and without AS; without green manure, with AS -15N; with green manure-15N and with AS; with green manure-15N, without AS; with green manure and with AS-15N. Four samples from the leaves +3 were collected and 2 m of the sugar cane row were harvested to estimate crop yield. The results for N contents (g kg-1), isotopic abundance of N (atoms % 15N) in leaf +3 samples, and sugarcane productivity were used to calculate cumulative N, nitrogen in the plant derived from the fertilizer-Ndff (% and kg ha-1), as well as percent recovery of fertilizer N (R%). Sugarcane was analysed and pol and total recovered sugar calculated. The highest Ndff percentages were observed eight months after sugarcane planting for treatments containing green manure without mineral N, and green manure with mineral N, at 15.3 and 18.4%, respectively. The best nitrogen recovery was observed during harvest, 18 months after planting; the treatment containing mineral fertilizer showed 34.4% recovery, while the sum between mineral N plus green manure N showed 40.0%. Treatments containing green manure plus mineral N changed soil attributes, by increasing Ca and Mg contents, sum of bases, pH, and base saturation, and decreasing potential acidity. In the plant, those treatments increased Ca and K contents.Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas adubos verdes representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral nitrogenada. Estudou-se o aproveitamento do nitrogênio pela cana-de-açúcar (Saccharum spp.) fertilizada com crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e sulfato de amônio (SA), marcados com 15N. Foram adicionados 195,8 kg e 70 kg de N por hectare, respectivamente, de crotalária júncea e SA, nos seguintes tratamentos: testemunha, sem adubação verde e sem SA; sem adubo verde, com SA-15N; com adubo verde-15N e com SA; com adubo verde-15N, e sem SA; com adubo verde e com SA-15N. Foram feitas quatro amostragens de folhas +3 e colhidas plantas de 2 m de linha da cultura para estimativa da produtividade. Com os resultados dos teores de N (g kg-1) e da abundância isotópica de N (% em átomos de 15N) das amostras de folhas +3 e da produtividade da cana-de-açúcar, foram calculados o N-acumulado, nitrogênio na planta proveniente do fertilizante-NPPF (% e kg ha-1), e a recuperação percentual do N do fertilizante (%R). Foram realizadas análises tecnológicas da cana e calculados o pol (%) e açúcares totais recuperados. As maiores porcentagens de NPPF foram encontradas após oito meses de plantio da cana para os tratamentos com adubo verde sem N-mineral e adubo verde com N-mineral, respectivamente 15,3 e 18,4%. A maior recuperação do nitrogênio foi encontrada na colheita, dezoito meses após o plantio, sendo que o tratamento com fertilizante mineral apresentou 34,4% e na soma N-mineral mais N-adubo verde apresentou 40,0%. Os tratamentos com adubo verde mais N-mineral alteraram atributos do solo e da planta, promovendo aumento nos teores de Ca e Mg, soma de bases e saturação de bases e pH, com declínio na acidez potencial no solo, bem como aumento nos teores de Ca e K na parte aérea.