Incubation methods for assessing mineralizable nitrogen in soils under sugarcane

Abstract

Considering nitrogen mineralization (N) of soil organic matter is a key aspect for the efficient management of N fertilizers in agricultural systems. Long-term aerobic incubation is the standard technique for calibrating the chemical extraction methods used to estimate the potentially mineralizable N in soil. However, the technique is laborious, expensive and time-consuming. In this context, the aims of this study were to determine the amount of soil mineralizable N in the 0-60 cm layer and to evaluate the use of short-term anaerobic incubation instead of long-term aerobic incubation for the estimation of net N mineralization rates in soils under sugarcane. Five soils from areas without previous N fertilization were used in the layers 0-20, 20-40 and 40-60 cm. Soil samples were aerobically incubated at 35 ºC for 32 weeks or anaerobically incubated (waterlogged) at 40 ºC for seven days to determine the net soil N mineralization. The sand, silt and clay contents were highly correlated with the indexes used for predicting mineralizable N. The 0-40 cm layer was the best sampling depth for the estimation of soil mineralizable N, while in the 40-60 cm layer net N mineralization was low in both incubation procedures. Anaerobic incubation provided reliable estimates of mineralizable N in the soil that correlated well with the indexes obtained using aerobic incubation. The inclusion of the pre-existing NH4+-N content improved the reliability of the estimate of mineralizable N obtained using anaerobic incubation.Considerar a mineralização do nitrogênio (N) da matéria orgânica do solo é questão fundamental para o manejo eficiente dos fertilizantes nitrogenados nos sistemas agrícolas. A incubação aeróbia de longa duração é o método de referência para estudos que envolvem a calibração de métodos químicos de extração, a fim de estimar o N potencialmente mineralizável do solo. Contudo, a técnica é laboriosa e de alto consumo de tempo e custo. Os objetivos deste trabalho foram determinar o N mineralizável do solo na profundidade de 0-60 cm e avaliar a possibilidade de adotar a incubação anaeróbia de curta duração no lugar da aeróbia de longa duração, para estimar a mineralização líquida de N em solos cultivados com cana-de-açúcar. Utilizaram-se cinco solos, coletados nas camadas de 0-20, 20-40 e 40-60 cm, em locais que não receberam fertilização prévia com N. As amostras de solo foram incubadas aerobiamente a 35 ºC, durante 32 semanas, e anaerobiamente (saturadas com água) a 40 ºC, por sete dias, para determinar a mineralização líquida de N do solo. Os teores de areia, silte e argila apresentaram alta correlação com os índices usados para predizer o N mineralizável. O N mineralizável do solo foi mais bem estimado na profundidade de 0-40 cm, enquanto a camada de 40-60 cm apresentou baixa mineralização líquida de N em ambos os procedimentos de incubação. Na incubação anaeróbia, estimou-se adequadamente o N mineralizável do solo, correlacionando-se com o N mineralizado acumulado e o N potencialmente mineralizável do solo, ambos obtidos por meio da incubação aeróbia. A manutenção do N-NH4+ preexistente da amostra melhorou a estimativa do N mineralizável por meio da incubação anaeróbia.