Nitrogen in shifting cultivation systems of Latin America

Abstract

Relatively little is known about the dynamics of N in shifting cultivation and related cropping systems in the humid tropics of Latin America. The soils that predominate in 82% of the region, namely Oxisols and Ultisols, have a fairly high total N content. Contrary to conventional wisdom, the bulk of the N in tropical rainforests is present in the soil, and not in the biomass. Losses of N through clearing and burning are about 20-25% of the N existing in the ecosystem. Mechanized land clearing causes larger N losses than the traditional slash and burn method. Ashes can contribute substantial amounts (67-l27kg N ha-1) to the soil, which prevents N deficiency for the first crop sown, but N deficiency is observed from the second crop onwards. The rate of total-N decomposition in the arable layer is high during the first two years after burning, but subsequently reaches a new equilibrium with continuous cultivation. Continuous production offood crops is feasible in Ultisols and Oxisols of the Amazon with correct agronomic practices. Crops such as maize and rice require N fertilization rates of 80-120 kg N ha-1. The efficiency of applied-N utilization is comparable to that in the temperate zone and varies with planting season and cropping system. Pastures following burning do not cause significant losses ofN in the soil, particularly if they consist of properly managed mixtures of grasses and legumes. These observations are based on data collected from only a small number of sites, making generalization difficult. Nitrogen dynamics should be viewed in conjunction with other soil factors such as acidity and the availability of other nutrients. Resumen Se conoce bast ante poco acera de la dinamica del N en sistemas de agricultura migratoria y otras practicas de cultivo en el tr6pico humedo latinoamericano. Los suelos Oxisoles y Ultisoles que predominan en el 82% de la regi6n estan bastante bien dotados de N. Contrariamente a 10 que comunmente se cree la mayoria del nitr6geno en ecosistemas naturales se encuentra en eI suelo y no en la biomasa. Por 10 tanto las perdidas de nitr6geno por la quema son del 20-25% del N existente en el ecosistema. El desmonte mecanizado causa mayores perdidas de N que el desmonte por tumba y quema tradicional. La ceniza contribuye con cantidades consider abies de nitr6geno (67-127 kg N ha-1) al suelo 10 cual evita las deficiencias de nitr6geno para el primer cultivo que se siembra. En un Ultisol de la Amazonia la deficiencia de nitr6geno es aguda a partir del segundo cultivo. La tasa de descomposici6n total para el nitr6geno en la cap a arable es alta durante los dos primeros arios despues de la quema pero se a1canza un nuevo valor de equlibrio posteriormente. La producci6n continua de cultivos de ciclo corto es factible en estos suelos mediante practicas agron6micas correct as. Los cultivos como eI maiz y el arroz responden positivamente a d6sis de 80-120 kg ha-1 de fertilizaci6n con N. La eficiencia de utilizaci6n del nitr6geno aplicado es comparable a la de zonas templadas y varia con la epoca de siembra y sistemas de cultivos. El establecimiento de pastizales despues de la quema no causa perdidas apreciable de nitr6geno en eI suelo, especialmente si se siembran mezclas de gramineas con leguminosas y se manejan bien. Debido a que estas observaciones 91 92 SANCHEZ est{m basad as en datos recolectados en pocos sitios es por 10 tanto dificil generalizar. La fertilizaci6n con nitr6geno debe considerarse conjuntamente con el manejo adecuado de otras limitaciones de los suelos tales como la acidez y el estado del suelo con respecto a otros elementos nutritivos.