RESUMO

The effects of roots are generally not considered in studies assessing crop responses to green manure. However, measuring such effects can contribute to a better understanding of crop rotation. In two experiments, we evaluated the content of legume-N in crop tissue and the fertilizer value of the roots and shoots of two legume species. Roots, shoots, or whole plants of the legumes sunhemp (Crotalaria juncea) and jack beans (Canavalia ensiformis) were cropped as green manure to supply nitrogen to cabbage crops (Brassica oleracea var. capitata). The principle of the A-value technique was applied to estimate the fertilizer value of each plant part. In a pot experiment, both the content of legume-N in cabbage and the fertilizer value of the whole plant was higher than the shoots, which was in turn higher than that of the roots. In field condition, roots had a decreasing effect on the N content of cabbage plants. Growing cabbage on legume root residue resulted in an increased absorption of 15N-urea, resulting in negative values for legume-N content: -13.59 g kg-1 and -3.51 g kg-1 for sunhemp and jack beans, respectively. Suggesting both low N supply by roots and N immobilization in soil organic matter or microbial biomass. Future research should focus on estimating the net N acquisition by plants from root residues under field conditions, where rooting patterns and biomass distribution differ from those in pot experiments, therefore giving a more realistic quantitative estimate.

RESUMO

The effects of roots are generally not considered in studies assessing crop responses to green manure. However, measuring such effects can contribute to a better understanding of crop rotation. In two experiments, we evaluated the content of legume-N in crop tissue and the fertilizer value of the roots and shoots of two legume species. Roots, shoots, or whole plants of the legumes sunhemp (Crotalaria juncea) and jack beans (Canavalia ensiformis) were cropped as green manure to supply nitrogen to cabbage crops (Brassica oleracea var. capitata). The principle of the A-value technique was applied to estimate the fertilizer value of each plant part. In a pot experiment, both the content of legume-N in cabbage and the fertilizer value of the whole plant was higher than the shoots, which was in turn higher than that of the roots. In field condition, roots had a decreasing effect on the N content of cabbage plants. Growing cabbage on legume root residue resulted in an increased absorption of 15N-urea, resulting in negative values for legume-N content: -13.59 g kg-1 and -3.51 g kg-1 for sunhemp and jack beans, respectively. Suggesting both low N supply by roots and N immobilization in soil organic matter or microbial biomass. Future research should focus on estimating the net N acquisition by plants from root residues under field conditions, where rooting patterns and biomass distribution differ from those in pot experiments, therefore giving a more realistic quantitative estimate.

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It is difficult to separate the effects of light reduction versus nutrient and water competition in agroforestry systems. The objective of this experiment was to evaluate the effect of shading and fertilizer supply on the vegetative development and yield of Coffea arabica over six years. The coffee trees were covered with shade screens (photosynthetically active radiation reduction up to 48%) and fertilized from 100 to 40% of the recommended amount from 2001 on. Leaf area, number of leaves, number of nodes, leaf area per branch and, yield were determined. Although no effect of fertilization was found, shading influenced the number of nodes, leaf area and production from the third year on. The number of nodes and yield decreased as shading increased. The effect of the yield bienniallity was more evident in the unshaded trees, which yielded an average of 2,646 kg ha¹. The trees under 48% shading yielded an average of 2,094 kg ha¹. After 2004 the leaf area per branch increased as the shade increased, at the end of both the maximum and minimum growth periods. During the first three years, the coffee trees do not change their vegetative or productive characteristics as a response to shading. The shade effects become more intense after the beginning of the higher yield period. The shaded coffee trees have a larger leaf area and a smaller number of nodes than the coffee trees under full sun. The yield decreases as photosynthetically active radiation limitation increases, and yield bienniallity is less intense in shaded trees.

Em sistemas agroflorestais é difícil separar os efeitos da competição por luz daquela por água e nutrientes. O objetivo do experimento foi avaliar o efeito do sombreamento e do fornecimento de fertilizantes sobre o desenvolvimento vegetativo e a produtividade de cafeeiros arábica ao longo de seis anos. Os cafeeiros foram cobertos com telas sombreadoras (redução da radiação fotosinteticamente ativa em até 48%) e fertilizados de 100 até 40% da recomendação. Foram determinados a área da folha, o número de folhas, o número de nós, a área foliar por ramo e a produtividade dos cafeeiros. Embora não houvesse efeito da fertilização, o sombreamento influenciou o número de nós, a área da folha e a produção a partir do terceiro ano. O número de nós e a produtividade reduziram conforme aumentou o sombreamento. Cafeeiros sob pleno sol apresentaram maior bienalidade da produção e produtividade média de 2646 kg ha¹. Cafeeiros sob 48% de sombreamento produziram em média 2094 kg ha¹. Após três anos a área foliar aumentou com o aumento do sombreamento, tanto no final do período de maior quanto de menor crescimento. Nos três primeiros anos, os cafeeiros não diferiram nas características vegetativas ou reprodutivas devido ao sombreamento. Os efeitos do sombreamento tornam-se mais intensos após o início do período de altas produtividades. Cafeeiros sombreados apresentam folhas maiores e menor número de nós do que cafeeiros sob pleno sol. Nos anos de alta produtividade esta decresce com o aumento do sombreamento e a bienalidade é menos intensa nos cafeeiros sombreados.

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It is difficult to separate the effects of light reduction versus nutrient and water competition in agroforestry systems. The objective of this experiment was to evaluate the effect of shading and fertilizer supply on the vegetative development and yield of Coffea arabica over six years. The coffee trees were covered with shade screens (photosynthetically active radiation reduction up to 48%) and fertilized from 100 to 40% of the recommended amount from 2001 on. Leaf area, number of leaves, number of nodes, leaf area per branch and, yield were determined. Although no effect of fertilization was found, shading influenced the number of nodes, leaf area and production from the third year on. The number of nodes and yield decreased as shading increased. The effect of the yield bienniallity was more evident in the unshaded trees, which yielded an average of 2,646 kg ha¹. The trees under 48% shading yielded an average of 2,094 kg ha¹. After 2004 the leaf area per branch increased as the shade increased, at the end of both the maximum and minimum growth periods. During the first three years, the coffee trees do not change their vegetative or productive characteristics as a response to shading. The shade effects become more intense after the beginning of the higher yield period. The shaded coffee trees have a larger leaf area and a smaller number of nodes than the coffee trees under full sun. The yield decreases as photosynthetically active radiation limitation increases, and yield bienniallity is less intense in shaded trees.

Em sistemas agroflorestais é difícil separar os efeitos da competição por luz daquela por água e nutrientes. O objetivo do experimento foi avaliar o efeito do sombreamento e do fornecimento de fertilizantes sobre o desenvolvimento vegetativo e a produtividade de cafeeiros arábica ao longo de seis anos. Os cafeeiros foram cobertos com telas sombreadoras (redução da radiação fotosinteticamente ativa em até 48%) e fertilizados de 100 até 40% da recomendação. Foram determinados a área da folha, o número de folhas, o número de nós, a área foliar por ramo e a produtividade dos cafeeiros. Embora não houvesse efeito da fertilização, o sombreamento influenciou o número de nós, a área da folha e a produção a partir do terceiro ano. O número de nós e a produtividade reduziram conforme aumentou o sombreamento. Cafeeiros sob pleno sol apresentaram maior bienalidade da produção e produtividade média de 2646 kg ha¹. Cafeeiros sob 48% de sombreamento produziram em média 2094 kg ha¹. Após três anos a área foliar aumentou com o aumento do sombreamento, tanto no final do período de maior quanto de menor crescimento. Nos três primeiros anos, os cafeeiros não diferiram nas características vegetativas ou reprodutivas devido ao sombreamento. Os efeitos do sombreamento tornam-se mais intensos após o início do período de altas produtividades. Cafeeiros sombreados apresentam folhas maiores e menor número de nós do que cafeeiros sob pleno sol. Nos anos de alta produtividade esta decresce com o aumento do sombreamento e a bienalidade é menos intensa nos cafeeiros sombreados.

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Commonly N release from legume residues is rapid in the tropics. Legume mixtures with grasses can result in slower nutrient release from residues, better matching the N requirements of the following crop. The objectives of this study were to evaluate the effects of the green manures sunnhemp (Crotalaria juncea) and millet (Pennisetum glaucum), alone or mixed, on the performance of a subsequent maize crop with and without the application of N-fertilizer. The experiment consisted of four randomized blocks, with split plots. The plot treatments consisted of previous cultivation of sunnhemp, millet, mixed sunnhemp+millet and weeds. The subplot treatments were 90 kg N ha-1 and absence of N-fertilizer. Substantial amounts of biological nitrogen fixation (BNF) nitrogen were present in above ground parts of sunnhemp alone (173 kg ha-1) and mixed with millet (89 kg ha-1). Decay rates showed that half of the N was released 15 and 22 days from sunnhemp and sunnhemp+millet residues, respectively. The difference was attributed to temporary immobilization due to the higher C/N ratio of sunnhemp+millet. The preceding sunnhemp+millet treatment resulted in a larger maize yield than sunnhemp alone, when no N-fertilizer was applied. This effect was not observed when N-fertilizer was added. This effect may be due to a more timely N release, compared to sunnhemp and millet alone, when available N is required for maize. Nitrogen budgets showed that 15% and 10% in maize grain N was recovered from BNF for sunnhemp alone and sunnhemp+millet respectively. The recovery of N-BNF by maize was 65% higher after sunnhemp+millet than after sunnhemp monocrop.

A liberação de nutrientes dos resíduos de leguminosas é rápida nos trópicos. A consorciação com gramíneas pode resultar em liberação de nutrientes desses resíduos mais lenta e adequada aos requerimentos de N da cultura subseqüente. Os objetivos do trabalho foram avaliar os efeitos dos adubos verdes crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum glaucum), solteiros ou consorciados, sobre o desempenho do milho com ou sem a aplicação de N-fertilizante. O experimento foi instalado em quatro blocos casualizados em parcelas subdivididas. Os tratamentos da parcela consistiram do cultivo prévio de crotalária, milheto, crotalária+milheto e ervas. Os tratamentos da subparcela foram 90 kg N ha-1 e ausência de N-fertilizante. A parte aérea da crotalária solteira ou consorciada apresentou, respectivamente, 173 kg ha-1 e 89 kg ha-1 de FBN-N. Metade do N foi liberado em 15 e 22 dias, dos resíduos de crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. Esta diferença foi provavelmente causada pela imobilização temporária devido à maior C/N da crotalária+milheto. Na ausência de N-fertilizante o cultivo prévio de crotalária+milheto resultou em maior produtividade do milho que a crotalária solteira. Esse resultado não se repetiu com a aplicação de N-fertilizante. Esse efeito é atribuído à liberação de N mais sincronizada com o requerimento do milho do que com crotalária e milheto solteiros. O balanço de nitrogênio mostra que a recuperação de N-FBN foi de 15% e 10% do N nos grão de milho após crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. A utilização de N-FBN pelo milho foi 65% maior após crotalária+milheto do que após crotalária solteira.

RESUMO

Commonly N release from legume residues is rapid in the tropics. Legume mixtures with grasses can result in slower nutrient release from residues, better matching the N requirements of the following crop. The objectives of this study were to evaluate the effects of the green manures sunnhemp (Crotalaria juncea) and millet (Pennisetum glaucum), alone or mixed, on the performance of a subsequent maize crop with and without the application of N-fertilizer. The experiment consisted of four randomized blocks, with split plots. The plot treatments consisted of previous cultivation of sunnhemp, millet, mixed sunnhemp+millet and weeds. The subplot treatments were 90 kg N ha-1 and absence of N-fertilizer. Substantial amounts of biological nitrogen fixation (BNF) nitrogen were present in above ground parts of sunnhemp alone (173 kg ha-1) and mixed with millet (89 kg ha-1). Decay rates showed that half of the N was released 15 and 22 days from sunnhemp and sunnhemp+millet residues, respectively. The difference was attributed to temporary immobilization due to the higher C/N ratio of sunnhemp+millet. The preceding sunnhemp+millet treatment resulted in a larger maize yield than sunnhemp alone, when no N-fertilizer was applied. This effect was not observed when N-fertilizer was added. This effect may be due to a more timely N release, compared to sunnhemp and millet alone, when available N is required for maize. Nitrogen budgets showed that 15% and 10% in maize grain N was recovered from BNF for sunnhemp alone and sunnhemp+millet respectively. The recovery of N-BNF by maize was 65% higher after sunnhemp+millet than after sunnhemp monocrop.

A liberação de nutrientes dos resíduos de leguminosas é rápida nos trópicos. A consorciação com gramíneas pode resultar em liberação de nutrientes desses resíduos mais lenta e adequada aos requerimentos de N da cultura subseqüente. Os objetivos do trabalho foram avaliar os efeitos dos adubos verdes crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum glaucum), solteiros ou consorciados, sobre o desempenho do milho com ou sem a aplicação de N-fertilizante. O experimento foi instalado em quatro blocos casualizados em parcelas subdivididas. Os tratamentos da parcela consistiram do cultivo prévio de crotalária, milheto, crotalária+milheto e ervas. Os tratamentos da subparcela foram 90 kg N ha-1 e ausência de N-fertilizante. A parte aérea da crotalária solteira ou consorciada apresentou, respectivamente, 173 kg ha-1 e 89 kg ha-1 de FBN-N. Metade do N foi liberado em 15 e 22 dias, dos resíduos de crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. Esta diferença foi provavelmente causada pela imobilização temporária devido à maior C/N da crotalária+milheto. Na ausência de N-fertilizante o cultivo prévio de crotalária+milheto resultou em maior produtividade do milho que a crotalária solteira. Esse resultado não se repetiu com a aplicação de N-fertilizante. Esse efeito é atribuído à liberação de N mais sincronizada com o requerimento do milho do que com crotalária e milheto solteiros. O balanço de nitrogênio mostra que a recuperação de N-FBN foi de 15% e 10% do N nos grão de milho após crotalária solteira e crotalária+milheto respectivamente. A utilização de N-FBN pelo milho foi 65% maior após crotalária+milheto do que após crotalária solteira.

RESUMO

The objectives of this work were to evaluate the residual effects of the single and intercropped sunnhemp (Crotalaria juncea) and millet (Pennisetum americanum) as green manures on nitrogen transfer and yield of broccoli crop in succession to corn in absence and presence of fertilization of 150kg ha-1 of N. The experiment is a randomized block in split plot design and four replicates. The plot treatments were the previous cultivation of sunnhemp, millet, sunnhemp + millet and spontaneous vegetation. On subplots, the treatments were 150kg ha-1 of N and control (absence of N-fertilizer on broccoli). The succession involved the cultivation of the green manures (September, 26th, 2001 to December, 03th, 2001), followed by corn crop (December, 04th, 2001 to May, 28th, 2002) and broccoli hybrid Big Sur (June, 05th, 2002 to August, 10th, 2002) in zero tillage on the corn residues. It was not detected residual effect of the green manures on the diameter, dry weight of flower buds and dry mass yield of broccoli, either in the absence or presence of N-fertilizer. The presence of the single sunnhemp on crop rotation elevated the content and accumulation of N in the leaves and flower buds of broccoli, either in the absence or presence of 150kg ha-1 of N. In the intercrop sunnhemp and millet, the presence of the leguminous elevated the content and accumulation of N in inflorescences, comparatively to the single millet. In the plots without N-fertilizer and cultivated with sunnhemp the diameter of broccoli buds was similar to spontaneous vegetation + 150kg ha-1 of N. However, the yield of broccoli and the content and accumulation of N in buds were greater after spontaneous vegetation + 150kg ha-1 of N than after green manures without N-fertilizer. The utilization the N from biological fixation by broccoli inflorescences was 9.15% when single and 8.48% when intercropped.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito residual do cultivo isolado e consorciado dos adubos verdes crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) sobre a transferência de Nitrogênio (N) e produção de brócolo, em sucessão ao milho, na ausência e presença da adubação de 150kg ha-1 de N. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas e quatro repetições. Os tratamentos da parcela constaram do pré-cultivo dos adubos verdes crotalária, milheto, crotalária + milheto e vegetação espontânea. Na subparcela, os tratamentos foram 150kg ha-1 de N e testemunha (ausência de N-fertilizante no brócolo). A sucessão envolveu o cultivo dos adubos verdes (26/09/2001 a 03/12/2001), seguido pelo cultivo de milho (04/12/2001 a 28/05/2002) e brócolo híbrido Big Sur (05/06/2002 10/08/2002), em plantio direto, sobre os resíduos do milho. Não foi detectado efeito residual dos adubos verdes sobre o diâmetro, peso da matéria seca das inflorescências e produção de matéria seca do brócolo, tanto na ausência quanto na presença de N-fertilizante. A crotalária isolada em pré-cultivo elevou o teor e acúmulo de N nas folhas e inflorescência de brócolo, na ausência ou presença de 150kg ha-1 de N. No consórcio crotalária + milheto, a presença da leguminosa elevou o teor e acúmulo de N, na inflorescência, comparativamente ao milheto isolado. O diâmetro das inflorescências do brócolo, nas parcelas sem N-fertilizante precedidas da crotalária, foi similar à vegetação espontânea + 150kg ha-1 de N. Entretanto, a produção de brócolo e o teor e acúmulo de N, nas inflorescências, foram maiores após vegetação espontânea + 150kg ha-1 de N do que após adubos verdes sem N-fertilizante. O aproveitamento do N proveniente da fixação biológica pela inflorescência de brócolo foi 9,15%, quando isolada e 8,48%, quando consorciada.

RESUMO

The objectives of this work were to evaluate the residual effects of the single and intercropped sunnhemp (Crotalaria juncea) and millet (Pennisetum americanum) as green manures on nitrogen transfer and yield of broccoli crop in succession to corn in absence and presence of fertilization of 150kg ha-1 of N. The experiment is a randomized block in split plot design and four replicates. The plot treatments were the previous cultivation of sunnhemp, millet, sunnhemp + millet and spontaneous vegetation. On subplots, the treatments were 150kg ha-1 of N and control (absence of N-fertilizer on broccoli). The succession involved the cultivation of the green manures (September, 26th, 2001 to December, 03th, 2001), followed by corn crop (December, 04th, 2001 to May, 28th, 2002) and broccoli hybrid Big Sur (June, 05th, 2002 to August, 10th, 2002) in zero tillage on the corn residues. It was not detected residual effect of the green manures on the diameter, dry weight of flower buds and dry mass yield of broccoli, either in the absence or presence of N-fertilizer. The presence of the single sunnhemp on crop rotation elevated the content and accumulation of N in the leaves and flower buds of broccoli, either in the absence or presence of 150kg ha-1 of N. In the intercrop sunnhemp and millet, the presence of the leguminous elevated the content and accumulation of N in inflorescences, comparatively to the single millet. In the plots without N-fertilizer and cultivated with sunnhemp the diameter of broccoli buds was similar to spontaneous vegetation + 150kg ha-1 of N. However, the yield of broccoli and the content and accumulation of N in buds were greater after spontaneous vegetation + 150kg ha-1 of N than after green manures without N-fertilizer. The utilization the N from biological fixation by broccoli inflorescences was 9.15% when single and 8.48% when intercropped.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito residual do cultivo isolado e consorciado dos adubos verdes crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) sobre a transferência de Nitrogênio (N) e produção de brócolo, em sucessão ao milho, na ausência e presença da adubação de 150kg ha-1 de N. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas e quatro repetições. Os tratamentos da parcela constaram do pré-cultivo dos adubos verdes crotalária, milheto, crotalária + milheto e vegetação espontânea. Na subparcela, os tratamentos foram 150kg ha-1 de N e testemunha (ausência de N-fertilizante no brócolo). A sucessão envolveu o cultivo dos adubos verdes (26/09/2001 a 03/12/2001), seguido pelo cultivo de milho (04/12/2001 a 28/05/2002) e brócolo híbrido Big Sur (05/06/2002 10/08/2002), em plantio direto, sobre os resíduos do milho. Não foi detectado efeito residual dos adubos verdes sobre o diâmetro, peso da matéria seca das inflorescências e produção de matéria seca do brócolo, tanto na ausência quanto na presença de N-fertilizante. A crotalária isolada em pré-cultivo elevou o teor e acúmulo de N nas folhas e inflorescência de brócolo, na ausência ou presença de 150kg ha-1 de N. No consórcio crotalária + milheto, a presença da leguminosa elevou o teor e acúmulo de N, na inflorescência, comparativamente ao milheto isolado. O diâmetro das inflorescências do brócolo, nas parcelas sem N-fertilizante precedidas da crotalária, foi similar à vegetação espontânea + 150kg ha-1 de N. Entretanto, a produção de brócolo e o teor e acúmulo de N, nas inflorescências, foram maiores após vegetação espontânea + 150kg ha-1 de N do que após adubos verdes sem N-fertilizante. O aproveitamento do N proveniente da fixação biológica pela inflorescência de brócolo foi 9,15%, quando isolada e 8,48%, quando consorciada.