Biofumigation with species of the Brassicaceae family: a review / Biofumigação com espécies da família Brassicaceae: uma revisão

ABSTRACT: Biofumigation involves the release of volatile biocidal compounds in the soil through the incorporation of certain plants and their residues. Species of the Brassicaceae family are the most widely used plants for biofumigation. These plants contain glucosinolates, which produce compounds, such as isothiocyanates, following enzymatic hydrolysis, with scientifically proven fungicidal effects. The most commonly used brassica species belong to the genera Brassica, Raphanus, Sinapis, and Eruca. In addition to the release of compounds in the soil, complementary mechanisms, such as the supply of organic matter and nutrients, and improvement of the soil structure, also play a role in biofumigation. In the past two decades, several studies on the use of brassica residues in biofumigation have been published, showing promising results in the management of soil pathogens (fungi and oomycetes, nematodes, bacteria, and protozoa), weed seeds, and insects. Usage of new biofumigation compounds has also been validated in recent years, including the development of patented technological products such as liquid formulations and pellets. The objective of this article was to review these new developments, beginning with concepts related to biofumigation, and to discuss the mechanisms of action of compounds involving brassica species and the recommendations on usage. Promising examples of the use of this technique are also presented, further detailing the advances in basic and applied knowledge on the subject.

RESUMO: A biofumigação consiste na liberação de compostos biocidas voláteis no solo a partir da incorporação de determinadas plantas e de seus resíduos. As espécies da família Brassicaceae são as plantas mais utilizadas na biofumigação. Em sua constituição, possuem os glucosinolatos que, após hidrólise enzimática, produzem compostos como os isotiocianatos com efeito biofungicida comprovado cientificamente. As espécies de brássicas mais utilizadas pertencem aos gêneros Brassica, Raphanus, Sinapis e Eruca. Além da liberação de compostos no solo, mecanismos complementares como o fornecimento de matéria orgânica, nutrientes e melhoria da estrutura do solo, também desempenham papel complementar na biofumigação. Diversos estudos foram publicados nas últimas duas décadas com a utilização de resíduos de brássicas na biofumigação e apresentaram resultados promissores no manejo de patógenos de solo (fungos e oomicetos, nematóides, bactérias e protozoários), sementes de plantas daninhas e insetos. Novas formas de utilização também foram validadas nos últimos anos, inclusive com o desenvolvimento de produtos tecnológicos patenteados como formulações líquidas e pellets. Nesta revisão, objetivamos apresentar estes novos desdobramentos iniciando com os conceitos relacionados à biofumigação. Em seguida, apresentamos os mecanismos de ação e compostos envolvidos; as espécies de brássicas, produtos e recomendações para sua utilização; e exemplos promissores de adoção da técnica a nível mundial. Pretende-se, dessa forma, detalhar os avanços no conhecimento básico e aplicado do assunto.

Crotalaria and millet as alternative controls of root-knot nematodes infecting okra / Crotalária e milheto como controles alternativos de nematóides das galhas infectando quiabo

The relationship of crops grown in rotation or in succession has increased every day and the use of antagonistic plants and/or non-host plants is one of the most efficient practices of integrated management of nematodes. This study aimed to evaluate the efficiency of crotalaria (Crotalaria spectabilisRoth) and millet [Pennisetum glaucum (L.) Leeke] 'ADR 300' in reducing the population of Meloidogyne incognita and M. javanica and in increasing the productivity of okra [Abelmoschus esculentus (L.) Moench] when cultivated in succession. The experiment was conducted in an area cultivating okra (host culture) in rotation, with a history of severe infestation by phytonematodes. The experimental design involved randomized blocks with six treatments and four replicates, with the following treatments: T1, 15 kg.ha-1 of millet seeds; T2, 30 kg.ha-1 of crotalaria; T3, 10 kg.ha-1 of millet + 20 kg.ha-1 of crotalaria; T4, 20 kg.ha-1 of millet + 6 kg.ha-1 of crotalaria; T5, 6 kg.ha-1 of millet + 36 kg.ha-1 of crotalaria; and T6, control. The nematode populations in the soil and roots were evaluated about 60 d after planting okra, and the yield was evaluated at the end of the crop cycle. Simple treatment with millet or crotalaria reduced the nematode population by 61% and 72%, respectively. The millet-crotalaria intercropping treatments reduced the nematode population by up to 85% compared with the control. In terms of productivity, there was an increase of 787 kg.ha-1 in the millet treatment and 2,109 kg.ha-1 in the intercropping treatments. Both the single cultivation of crotalaria or millet and the consortia of crotalaria and millet were effective in controlling the root-knot nematodes, and increased the productivity of okra.

A relação de culturas cultivadas em rotação ou em sucessão tem aumentado a cada dia, e a utilização de plantas antagônicas e/ou plantas não hospedeiras é uma das práticas mais eficientes de manejo integrado de nematoides. O trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do cultivo de crotalária (Crotalaria spectabilis Roth) e milheto [Pennisetum glaucum (L.) Leeke] 'ADR 300' no incremento de produtividade e redução populacional de Meloidogyne incognita e M. javanica em quiabeiro [Abelmoschus esculentus (L.) Moench] cultivado em sucessão. O experimento foi conduzido em área de rotação com quiabeiro (cultura hospedeira), que tem histórico de grande infestação dos referidos fitonematoides. O delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados com seis tratamentos e quatro repetições, sendo T1 ₌ 15 kg.ha-1 de sementes de milheto, T2 ₌ 30 kg.ha-1 de crotalária, T3 ₌ 10 kg.ha-1 de milheto + 20 kg.ha-1 de crotalária, T4 ₌ 20 kg.ha-1 de milheto + 6 kg.ha-1 de crotalária, T5 ₌ 6 kg.ha-1 de milheto + 36 kg.ha-1 de crotalária e T6 ₌ Testemunha. Foram avaliadas as populações de nematoides no solo e nas raízes cerca de 60 dias após o plantio do quiabeiro e a produtividade ao final do cultivo. Os tratamentos milheto e crotalária solteiros reduziram a população de nematoides em 61 e 72%, respectivamente. Nos cultivos consorciados, obteve-se a redução de 85%, comparado com a testemunha. Quanto a produtividade, houve acréscimo de 787 kg.ha-1 no tratamento com milheto solteiro e de 2.109 kg.ha-1 nos tratamentos consorciados. Tanto o cultivo solteiro de crotalária e milheto, quanto seu uso em consórcio, efetivaram o controle dos nematoides de ganha e elevaram a produtividade do quiabeiro.

Microbial activity in soil with onion grown in a no-tillage system with single or intercropped cover crops / Atividade microbiana em solo com cebola cultivada em sistema de plantio direto com plantas de cobertura solteiras ou consorciadas

ABSTRACT: Microbial biomass is a driving force in the dynamics of soil organic matter, and microbial activity is an indicator of soil quality in agroecosystems, reflecting changes in management practices and environmental conditions. We evaluated the effect of monoculture and intercropped winter cover crops on soil chemical attributes, microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (BR), metabolic quotient (qCO2), urease, β-glucosidase, and fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis activity, as well as onion yield in a no-tillage system. Soil is a Typic Humudept, and treatments were control with spontaneous vegetation, barley, rye, oilseed radish (OR), OR + rye, and OR + barley. The soil was sampled (0-10 cm) five times between June and December. There were no differences among treatments for MBC and BR, and the highest values for those attributes occurred in June, when cover plants were in their initial stage. Although, qCO2 was not affected by any treatment, it varied among sampling periods, ranging from 0.62 to 10 µg C-CO2 mg-1 MBC h-1, indicating a low- or no stress environment. Cover crops had little influence on enzyme activity, but FDA was lowered in areas with single crops of barley and rye. Average onion yield in cover crops treatments was 13.01 (Mg ha-1), 30-40% higher than in the control treatment.

RESUMO: A biomassa microbiana é determinante na dinâmica da matéria orgânica do solo e sua atividade é um indicador de qualidade do solo em agroecossistemas, refletindo mudanças em práticas de manejo e em condições ambientais. Avaliou-se o efeito de culturas de cobertura de inverno, solteiras ou consorciadas, sobre atributos químicos do solo, carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB), quociente metabólico (qCO2) e atividade das enzimas urease, β-glucosidase e FDA, bem como o rendimento da cebola em um sistema de plantio direto. O solo é um Cambissolo Húmico alumínico, os tratamentos foram testemunha com vegetação espontânea, cevada, centeio, nabo forrageiro (NF), NF + centeio e NF + cevada. Realizaram-se cinco coletas de amostras de solo (0-10 cm) entre junho a dezembro. Não houve diferenças entre os tratamentos para CBM e RB, e os maiores valores para esses atributos ocorreram em junho, quando as plantas de cobertura estavam em seu estágio inicial. Embora o qCO2 não tenha sido afetado por nenhum tratamento, ele variou entre os períodos de amostragem, com valores entre 0,62 e 10 µg de C-CO2 mg-1 MBC h-1, indicando um ambiente de baixo ou nenhum estresse. As culturas de cobertura tiveram pouca influência na atividade enzimática, mas o FDA foi reduzido em áreas com cultivos solteiros de cevada ou centeio. O rendimento médio de cebola nos tratamentos com culturas de cobertura foi de 13,01 (Mg ha-1), mais alto que no tratamento controle.

Soil organic matter and production of ears of green corn after four years under tillage systems and previous crops in costal tablelands / Matéria orgânica do solo e a produção espigas de milho-verde após quatro anos sob sistemas de cultivo e culturas antecedentes nos tabuleiros costeiros

The current study aimed to evaluate the effects of different tillage systems on soil organic matter (SOM) contents and green corn yield (total ear weight) of an Argissolo Vermelho-Amarelo(Ultissol) in Coastal tablelands of northeast Brazil. The experiment was arranged as a strip plot design with three replications. Three tillage practices [conventional tillage (CT), minimum tillage (MT) and no-tillage (NT)] were laid out as a whole plot each (830 m²). Then, each plot was equally split into 12 experimental units (60 m²), distant 1 x 10 m from each other, where in four cover crops [pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp.), sunn hemp (Crotalaria juncea L.), beans (Phaseolus vulgaris) and peanut (Arachis hypogeae) were seedling previous to corn cultivation. Neither cover crops, nor tillage practices affected SOM contents at 0.20 m depth. An exception was observed on beans plots in which CT resulted on the lowest SOM content (8.5 dag kg-1) at 0-10 cm soil layer. Regarding green corn ears yield, CT adoption also resulted in lower weight (4.11 t ha-1) than those on NT (7.65 t ha-1), regardless of cover crop. On the other hand, the influence of cover crops on green corn yield relied upon tillage practices. Peanuts and sunn hemp performed best to improve corn yield in CT; peanuts and beans increased by 14 % the green corn ears yield in MT, while sunn hemp resulted in the highest total ear weight (9.42 t ha-1). Linear correlation of Pearson was significant for SOM and productivity green maize ears in minimum tillage beans (p <0.001; r = 0.996). After four years of absence or reduced soildisturbance, there was no increase in SOM levels. The plowing appears to be important for increasing the entry of C soil and chemical protection SOM of Argissols mainly in the surface layer of Coastal tablelands in brazilian northeast. Although the NT did not provide higher levels of SOM, the yield of green maize incommercial was significantly higher when adopting conservation systems.

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes sistemas de cultivo nos teores de matéria orgânica do solo (MOS) e na produtividade do milho verde (peso total das espigas) emArgissolo Vermelho-Amarelo (Ultissol) nos Tabuleiros costeiros da região nordeste do Brasil.. O experimento foi disposto em faixas experimentais com três repetições.Três práticas de cultivo [cultivo convencional (CC), cultivo mínimo (CM) e plantio direto (PD)] foram arranjadas em faixas (830 m²). Então, cada faixa foi dividida igualmente em doze unidades experimentais (60 m²), distante entre si a cada 1 x 10 m, onde quatro culturas antecessoras [guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) crotalária (Crotalaria juncea), feijão (Phaseolus vulgaris) e amendoim (Arachis hypogeae)] foram semeadas previamente ao cultivo do milho. As culturas antecessoras e as práticas de cultivo não afetaram os teores de MOS da profundidade de 0.20 m. Uma exceção foi observada nas parcelas com feijão no qual o CC resultou no menor teor de MOS (8.5 dag kg-1) na camada 0-10 cm. Em relação a produtividade das espigas de milho verde, a adoção do CC também resultou em menor peso (4,11 t ha-1) que no PD (7,65 t ha-1), independente da cultura antecessora. Por outro lado, a influência da cultura de cobertura sob a produtividade do milho verde foi dependente da prática de cultivo. Amendoim e crotalária saíram-se melhor para aumentar a produtividade do milho no CC; amendoim e feijão aumentaram em 14 % a produtividade das espigas de milho verde no CM, enquanto crotalária resultou no mais alto peso total das espigas (9,42 t ha-1). A correlação linear de Pearson foi significativo para a MOS e produtividade de espigas de milho verde com crotalária sob o cultivo mínimo (p <0,001; r = 0,996). Após quatro anos da ausência ouredução do revolvimento do solo, não houve aumento nos níveis de MOS. A aração parece ser importante para aumentar a entrada de C no solo e a proteção química da MOS em Argissolos, principalmente na camada superficial. Embora o PD não tenha fornecido níveis mais elevados de MOS, o rendimento de espigas comerciais de milho verde foi significativamente maior ao se adotar sistemas conservacionistas.

Temperature and humidity of soil covered with perennial herbaceous legumes in the semiarid region of Minas Gerais, Brazil / Temperatura e umidade do solo coberto com leguminosas herbáceas perenes na região semi-árida do Estado de Minas Gerais, Brasil

Agricultural sustainability of areas in semiarid region, is directly related to soil management, emphasizing especially the continuous coverage strategy. In this sense, this study aimed to evaluate the influence of perennial legumes on soil coverage, temperature and moisture in the semiarid region of Minas Gerais, Brazil. The study used a randomized blocks experimental, with 9 m2, design and treatments consisted of bare soil cultivated with the following legumes: tropical kudzu (Pueraria phaseoloides), calopo (Calopogonium mucunoides), perennial peanut (Arachis pintoi), perennial soybean (Glycine wightii) and stylosanthes Campo Grande (mixture of Stylosanthes capitata and Stylosanthes macrocephala), with four replications. Soil coverage, temperature and moisture rates were evaluated. Due to the soil protection provided by the biomass production, the use and management of cover plants in semiarid region of Minas Gerais contributed to the temperature reduction and to the conservation of soil moisture, both essential for the agricultural production in this region. Calopo, tropical kudzu and perennial peanut provided greater soil coverage and, consequently, they provided greater reduction in temperature and higher moisture retention in soil. In more advanced stages of the cycle, the perennial soybean also provided good soil coverage, temperature reduction and moisture retention in the soil.

A sustentabilidade agrícola das áreas na região semiárida está diretamente relacionada ao manejo do solo, ressaltando-se principalmente a estratégia de cobertura contínua. Neste sentido, esse trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a influência de leguminosas perenes sobre a cobertura, temperatura e umidade do solo no semiárido mineiro, Brasil. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, e os tratamentos constituídos pelo solo descoberto e cultivado com as leguminosas: cudzu tropical (Pueraria phaseoloides), calopogônio (Calopogonium mucunoides), amendoim forrageiro (Arachis pintoi), soja perene (Glycine wightii) e estilosantes campo grande (mistura de Stylosanthes capitata e Stylosanthes macrocephala), com quatro repetições. Foram avaliados taxa de cobertura, temperatura e umidade do solo. Pela proteção ao solo proporcionada pela produção de biomassa, o uso e manejo de plantas de cobertura no semiárido mineiro contribuíram para a amenização da temperatura e a conservação da umidade do solo, essenciais para a produção agrícola nesta região. Calopogônio, cudzu tropical e amendoim forrageiro proporcionaram maior cobertura do solo e consequentemente promoveram maior redução da temperatura e maior retenção de umidade no solo. Em estágio mais avançado de ciclo, a soja perene também proporcionou boa cobertura de solo, redução da temperatura e retenção de umidade no solo.

Densidade de semeadura de duas espécies de ervilhaca sobre caracteres agronômicos e composição bromatológica / Seeding rate of two cultivars of vetch on agronomic traits and chemical composition

O estande de plantas é um dos principais componentes do rendimento que altera a produtividade das culturas, maximizando o ambiente produtivo para a cultura. Nesse sentido, objetivou-se com este trabalho avaliar a produção de forragem e a composição química de duas espécies de ervilhaca em diferentes densidades de semeadura. O experimento foi conduzido no ano de 2011, em área experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul. Os tratamentos constaram de duas espécies de ervilhaca (ervilhaca peluda e ervilhaca comum) em quatro densidades de semeadura (50, 100, 150 e 200 sementes m-2). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao caso, disposto em fatorial (2x4), em quatro repetições. Os valores de FDA aumentaram conforme o aumento da densidade de semeadura, o que não ocorreu para as demais características bromatológicas avaliadas. A densidade ótima de semeadura deve ser ajustada conforme a espécie e o corte, variando de 66 a 200 sementes viáveis por metro quadrado. A produção de massa seca total é maximizada quando a densidade de semeadura for de 136 sementes viáveis m-2 .

The plant stand is one of the main yield components amending crop productivity, maximizing productive environment for culture. In this sense the objective with this study was to evaluate forage production and chemical composition of two cultivars of common vetch at different densities. The experiment was conducted in 2011, in an area of the Crop Science of the Department of the Federal University of Santa Maria, Rio Grande do Sul. Treatments consisted of two genotypes of vetch (hairy vetch and common vetch) at four seeding rates (50, 100, 150 and 200 seeds m-2). The experimental design was a randomized blocks design, arranged in (2x4) factorial design with four replications. The ADF values increased with increasing seeding rate, which did not occur for the other qualitative characteristics evaluated. The optimum seeding rate should be adjusted according to the cultivar and cutting, ranging 66-200 viable seeds per square meter. The total dry matter production is maximized when the seeding rate is 136 seeds m-2 .

Adubação fosfatada no desenvolvimento e produção de feijão guandu em latossolo vermelho do cerrado em primeiro cultivo / Phosphorus fertilization on the development and production of pigeonpea in the cerrado oxisol in first cultivation

O fósforo é um importante macronutriente, requerido por todas as plantas para crescimento, desenvolvimento e reprodução, sendo o fator de produção mais importante para a agricultura após a calagem em solos sob vegetação de Cerrado. Assim, objetivou-se avaliar o desenvolvimento e produção do feijão guandu submetido à adubação fosfatada, sem inoculação de sementes, em Latossolo Vermelho do Cerrado em primeiro cultivo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação no período de agosto a novembro de 2010. Utilizaram-se vasos contendo 3 dm-3 de solo coletado na profundidade de 0-0,20 m em área de Cerrado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis doses de fósforo (P2O5): 0; 50; 100; 150; 200 e 250 mg dm-3 em quatro repetições. Houve efeito significativo a 5% de probabilidade para todas as variáveis avaliadas com ajuste aos modelos quadrático e linear de regressão. O melhor desenvolvimento e produção de feijão guandu ocorre no intervalo de doses de fósforo de 162 a 225 mg dm-3. O feijão guandu responde de forma positiva a adubação fosfatada, sem a inoculação de sementes em Latossolo Vermelho do Cerrado em área de primeiro cultivo.

Phosphorus is an important macronutrient required by all plants for growth, development and reproduction, and the most important production factor for agriculture after liming in soils under Cerrado vegetation. Thus, the objective was to evaluate the development and production of pigeonpea subjected to fertilization without inoculation of Cerrado Oxisol in first cultivation. The experiment was conducted in a greenhouse in August-November 2010. We used 3 dm3 pots containing soil collected at 0-20 cm depth in the Cerrado. The experimental design was completely randomized design with six levels of phosphorus (P2O5): 0; 50; 100; 150; 200, e 250 mg dm-3 with four replications. There was a significant effect at 5% probability for all variables adjusted for the quadratic and linear regression. The best development and production of pigeonpea occurs within phosphorus levels of 162 the 225 mg dm-3. The pigeonpea respond positively to fertilization, without the inoculation of seeds in the soil of the Cerrado in first cultivation area.

Matéria seca de plantas de cobertura, produção de cebola e atributos químicos do solo em sistema plantio direto agroecológico / Dry matter of cover crops, onion yield and soil chemical attributes in agroecological no-tillage system

O cultivo e a deposição de resíduos de plantas de cobertura em sistema plantio direto podem afetar os atributos químicos do solo e a produção de cebola. O trabalho objetivou avaliar a interferência do cultivo de plantas de cobertura sobre a produção de cebola e sobre os atributos químicos do solo em sistema plantio direto (SPD) agroecológico. O experimento foi conduzido na EPAGRI, em Ituporanga (SC), em um Cambissolo Húmico, nas safras de 2010 e 2011. Em abril, foram implantados os tratamentos: testemunha com vegetação espontânea (T1); cevada (2010)/aveia-preta (2011) (T2); centeio (T3); nabo-forrageiro (T4); centeio + nabo-forrageiro (T5); e cevada (2010)/aveia-preta (2011) + nabo-forrageiro (T6). Aos 60, 80 e 95 dias após a semeadura (DAS) das espécies de inverno, coletou-se a parte aérea das plantas e determinou-se a produção de matéria seca por hectare. Em julho, foram transplantadas mudas de cebola e, em novembro, avaliou-se a produção. Após o acamamento das plantas de cobertura de inverno e a colheita da cebola, foi coletado solo na camada de 0-10 cm e submetido à análise de atributos químicos. O cultivo e a deposição dos resíduos de matéria seca das espécies de plantas de cobertura em SPD contribuíram para o aumento e a manutenção da produção total de cebola ao longo dos anos. Os atributos químicos do solo, com exceção do K trocável, P disponível e valores de saturação da CTCpH7,0 por bases não foram afetados pelo cultivo de plantas de cobertura.

The cultivation and deposition of waste from cover crops in no-tillage can affect soil chemical attributes and onion yield. The aim of this study was to evaluate the dry matter yield of plant species from winter cover crops, onion yield and chemical attributes of soil in agroecological no-tillage system. The experiment was carried out at EPAGRI Experimental Station in Ituporanga (SC) under Humic Haplumbrept in the agricultural years of 2010 and 2011. The following treatments was implanted in April: weed vegetation (T1), Hordeum vulgare L. (2010)/Avena strigosa L. (2011) (T2), Secale cereale L. (T3), Raphanus sativus L. (T4), Secale cereale L + Raphanus sativus L. (T5) e Hordeum vulgare L. (2010)/Avena strigosa L. (2011) + Raphanus sativus L. (T6). At 60, 80 and 95 days after sowing (DAS) of winter species, the cover crops were collected to determine the dry matter yield. In July the onion seedlings were transplanted and in November the yield was evaluated. After the rolling of winter cover crops and after onion harvest, soil was collected at 0-10cm for the evaluation of chemical attributes. The cultivation and deposition of waste from cover crops in no-tillage contributed to the growth and maintenance of the total production of onion over the years. The soil chemical attributes in 0-10cm layer, with the exception of exchangeable K, available P and CTCpH7,0 saturation values for bases, were not affected by cover crops cultivation and deposition of waste.

Produção de biomassa e composição química de adubos verdes cultivados no vale do ribeira / Biomass production e chemical composition of green manure cultivated in vale do ribeira

A contribuição da adubação verde com leguminosas para melhoria do solo e produção agrícola depende em primeiro lugar da produção de biomassa e da sua composição química, que variam em função da espécie, região e estação de cultivo. Objetivo do presente trabalho foi avaliar a composição química da biomassa produzida por adubos verdes no Vale do Ribeira, São Paulo, Brasil. Para tal, foi conduzido um experimento em Pariquera-Açu-SP, no ano agrícola 2006/2007, em blocos casualizados, com quatro tratamentos (três adubos verdes e vegetação espontânea) e cinco repetições. Aos 30, 60, 90 e 120 dias após a semeadura, foram coletadas amostras em 1 m² da parte aérea das plantas e determinada a matéria fresca e seca, bem como a composição da biomassa. Crotalária, guandu e mucuna produziram, em ordem decrescente, as maiores quantidades de biomassa e foram mais eficientes do que a vegetação espontânea. A biomassa produzida pelos adubos verdes apresentou qualidade superior à produzida pela vegetação espontânea. Crotalária e guandu apresentam maior proporção de matéria seca acumulada no caule que possui baixo teor de N, alta relação C/N e L/N, variáveis que tornam a decomposição dos resíduos mais lenta. A análise particionada da matéria seca permite indicação mais precisa da composição química dos resíduos e a previsão da disponibilidade dos nutrientes no solo.

The contribution of green manure to soil improvement and crop production depends primarily on biomass production and its chemical composition, which vary depending on the species, region and growing season. The aim of this research was to evaluate the chemical composition of biomass produced by green manures in Vale do Ribeira, São Paulo, Brazil. In order to develop this research, was carried an experiment in Pariquera-Açu, in 2006/2007, in completely randomized blocks design with four treatments (three green manure and spontaneous vegetation) and five replications. At 30, 60, 90 and 120 after sowing samples were collected in 1m2 of the shoots and determined fresh and dry, and chemical composition biomass. Sunhemp, pigeon pea and mucuna produced, in decreasing order, the largest quantities of biomass and were more efficient than the spontaneous vegetation. The biomass produced by green manure had higher quality than that produced by spontaneous vegetation. Sunhemp and pigeon pea have a higher proportion of dry matter in stems which have low N, high C/N and L/N ratio, variables indicating slow decomposition of residues. The analysis of dry matter partitioned to better indication of the chemical composition of the residues and the prevision of the availability of nutrients in the soil.

Avaliação de indicadores de qualidade do solo sob alternativas de recuperação do solo no Nordeste Paraense / Evaluation of soil quality indicators under soil reclamation alternatives in Northeastern Pará State

Os indicadores convencionais de fertilidade de solo, mais comumente utilizados, enfatizam o balanço ácido-base e o conteúdo de elementos químicos, mas não consideram adequadamente as propriedades biológicas do solo, responsáveis por grande parte do seu funcionamento. Os indicadores biológicos, ainda pouco difundidos, levam em consideração a atividade microbiana do solo que é mais sensível à dinâmica do solo. Em Marapanim-PA, e utilizando um desenho experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se o comportamento dos indicadores do solo carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, fosfatase ácida, matéria orgânica, carbono orgânico e fósforo disponível, em um solo com cultivo sequencial de mandioca e milho, preparo com corte-e-trituração da capoeira original. Os fatores corte-e-trituração, fosfato natural e adubação verde foram arranjados nos seguintes tratamentos: capoeira; testemunha; fosfato natural (FN); feijão-de-porco [Canavalia ensiformis (L.) DC] (FP); FN + FP; FN + guandu [Cajanus cajan (L.) Millspaugh]. (G); FN + titônia [Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray] (T); FP + G; FP + T. Em quatro épocas de amostragens, foram tiradas amostras compostas do solo (0 - 10 cm) de cada parcela para análise dos indicadores. Os indicadores estudados foram influenciados pela época de amostragem do solo. Os indicadores fosfatase ácida, nitrogênio da biomassa microbiana e carbono da biomassa microbiana foram capazes de detectar os efeitos de maior número de tratamentos de recuperação do solo testados, enquanto a matéria orgânica do solo foi o menos capaz. Ao longo do tempo, a resposta dos indicadores variou em função dos fatores estudados.

The more commonly used traditional soil fertility indicators emphasize the acid-basic balance and the content of chemical elements, but do not consider adequately the biologic soil properties, largely responsible for soil functioning. The biologic indicators, not yet sufficiently used, take into consideration the microbial activity that is more sensible to soil dynamics. This study was carried out in Marapanim-PA and using a completely randomized plot design, with four replications, to evaluate the behavior of some indicators such as microbial biomass, acid phosphatase, soil organic matter, organic carbon and available phosphorus - in a soil cultivated with cassava and corn, and in which the secondary vegetation was prepared by slash-and-trituration practice. The slash-and-trituration, rock phosphate and green manure factors were arranged in the following treatments: secondary vegetation; control; rock phosphate (RP); wonderbean Canavalia ensiformis (L.) DC (W); RP + W; RP + pigeonpea Cajanus cajan (L.) Millspaugh (P); RP + tithonia Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray (T); W + P; W + T. In four season of sampling, soil samples were taken from the 0 - 10 cm layer of each parcel to measure the indicator values. The indicators studied were influenced by the time of soil sampling. The acid phosphatase, microbial biomass nitrogen and microbial biomass carbon soil indicators were capable of detecting the effects of a higher number of soil reclamation treatments, while soil organic matter was the least capable. With the passing of time, the response of the indicators varied according to the factors studied.

Quantidades e tempos de decomposição da jitirana no desempenho agronômico do coentro / Amounts and times of decomposition of scarlet starglory on agronomic performance of cilandro

A prática da adubação verde promove benefícios aos sistemas de produção de hortaliças. Este trabalho foi conduzido na fazenda experimental Rafael Fernandes do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), Mossoró-RN, no período de junho a outubro de 2009, com o objetivo de avaliar o desempenho agronômico do coentro da cultivar 'Verdão' sob diferentes quantidades e tempos de incorporação da jitirana ao solo. O delineamento experimental usado foi de blocos completos casualizados com os tratamentos arranjados em esquema fatorial 4x4, com três repetições, com 144 plantas por parcela, sendo o primeiro fator constituído pelas quantidades de jitirana (5,4; 8,8; 12,2 e 15,6Mg ha-1 em base seca), o segundo pelos tempos de sua incorporação ao solo (0, 10, 20 e 30 dias antes a semeadura - DAS). A cultivar de coentro plantado foi a 'Verdão'. As características avaliadas foram: altura e número de hastes por planta, matéria fresca e massa da matéria seca da parte aérea. Foi observada interação significativa para número de hastes por planta. O melhor desempenho agronômico do coentro foi obtido na quantidade de 15,6Mg ha-1 de jitirana incorporada ao solo, no tempo de 30 dias.

The practice of green manuring promotes benefits to production systems of hortals. One experiment was carried out at experimental farm of Departament of plant Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), Mossoró-RN, in the period from June to October 2009, with the aim of evaluating the agronomic performance of coriander under different amounts and decomposition times of and scarlet starglory incorporated into the soil. The experimental design was a randomized complete block with treatments arranged in a 4x4, with three replications, and 144 plants per plot, where the first factor consisted of the amounts of scarlet starglory (5.4, 8.8, 12.2 and 15.6Mg ha-1 dry matter), the second one by the times of soil incorporation (0, 10, 20, and 30 days before sowing - DAS). The cultivar planted of cilandro was Verdão. The characteristics evaluated in the cilandro were: plant height and number of stalks per plant, fresh mass and dry matter mass of shoots. Was significant interaction between for number stalks per plant. The best agronomic performance for cilantro was obtained in the dose of 15.6Mg ha-1 of scarlet starglory incorporated into the soil at time 30 days.

Estimativa da área foliar de Crotalaria juncea L. a partir de dimensões lineares do limbo foliar / Estimate of Crotalaria juncea L. leaf area using linear dimensions of the leaf blade

Conhecimentos sobre a área foliar de uma planta são necessários para estudos agronômicos e fisiológicos envolvendo crescimento vegetal. O objetivo desse trabalho foi obter um modelo matemático, por meio de medidas lineares dimensionais das folhas, que permita a estimativa da área foliar de Crotalaria juncea L. Coletaram-se aleatoriamente 200 folhas dessas plantas para estudo de suas medidas lineares. Estudaram-se as correlações entre a área foliar real (Sf) e as medidas dimensionais do limbo foliar, como o comprimento ao longo da nervura principal (C) e a largura máxima (L), perpendicular à nervura principal. Todas as equações testadas (lineares, exponenciais ou geométricas) permitiram boas estimativas da área foliar (acima de 87%). As equações que apresentaram melhor ajuste foram as lineares, passando ou não pela origem. Do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo o produto (C*L), considerando-se o coeficiente linear igual a zero. A estimativa da área foliar de Crotalaria juncea L. pode ser feita pela equação Sf = 0,7160 x (C*L) com um coeficiente de determinação de 0,9712.

Knowledge of the leaf area plant are needed for agronomic and physiological studies involving plant growth. The aim of this study was to obtain a mathematical model using linear measures of leaf dimensions, which will allow the estimation of leaf area of Crotalaria juncea L. Correlation studies were conducted involving real leaf area (Sf) and leaf length (C), maximum leaf width (L) and the product between C and L. All tested models (linear, exponential or geometric) provided good estimation of leaf area (above 87%). The better fit was attained using linear model, passing or not through the origin. From a practical viewpoint, it is suggested to use the linear model involving the C and L product, using a linear coefficient equal to zero. Estimation of leaf area of Crotalaria juncea L. can be obtained using the model Sf = 0.7160 x (C*L) with a determination coefficient of 0.9712.

Associação da crotalaria com adubação orgânica e mineral na produtividade da cana-de-açúcar / Association of crotalaria as green manures and mineral in productivity of sugar cane

Perante a boa aceitação da Crotalaria juncea na utilização como adubo verde na cultura da cana-deaçúcar, analisou-se a eficiência deste adubo verde bem como sua interação com a adubação química (adubos minerais) e a adubação orgânica utilizando (composto de torta de filtro) em áreas de cultivo de cana-de-açúcar. O experimento foi instalado em um Latossolo argilo-arenoso no município de Areado sul de Minas Gerais, pela empresa Usina Monte Alegre do Grupo Adecoagro, instalada no município de Monte Belo MG. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Os tratamentos utilizados foram respectivamente: Crotalaria juncea e adubação orgânica com composto de torta de filtro; Crotalaria juncea e adubação mineral; Crotalaria juncea; Adubação orgânica com composto de torta de filtro; Adubação mineral; Testemunha. Obteve-se resposta significativamente superior o uso de Crotalária juncea como adubação verde associado com composto orgânico, tanto na produção de cana-de-açúcar como de açúcar. A utilização de apenas Crotalária juncea como adubação verde na formação de um canavial foi prejudicial a todos os atributos avaliados.

Crotalaria juncea is very usual as green manures in sugar cane crop; these experiments analyzed the efficiency of Crotalaria juncea as green manure and the interaction with chemical manures (mineral fertilizers) and organic manures using compost of "torta de filtro" in sugar cane fields. The experiments were carried out with typic dystrophic Red latosol (oxisol) in Areado city of Southern Minas Gerais, installed by Monte Alegre Group Adecoagro in the city of Monte Belo ­ Minas Gerais. The block design was randomized with six treatments and three replicates. The treatments were: Crotalaria juncea and organic manures with "compost of "torta de filtro"; Crotalaria juncea and Chemical manures (mineral fertilizers); Crotalaria juncea; Organic manures with compost of "torta de filtro"; Chemical manures (mineral fertilizers) and control. Response obtained was significantly higher using as green manure Crotalaria juncea associated with organic manures, in both productions sugar cane and sugar. Using only Crotalaria juncea as Green Manure in the formation of a sugar cane field was damaging to all attributes.

Decomposição, liberação e volatilização de nitrogênio em resíduos culturais de mucuna-cinza (Mucuna cinerea) / Decomposition, release and volatilization of nitrogen from velvet bean (Mucuna cinerea) residues

As leguminosas possibilitam a incorporação biológica de nitrogênio aos sistemas de produção. Contudo, existe pouco conhecimento sobre a decomposição, liberação e volatilização de nitrogênioassociados à diferentes doses de seus resíduos. Objetivouse, neste trabalho avaliar a decomposição, a liberação e a volatilização de nitrogênio de diferentes doses de mucuna-cinza (Mucuna cinerea Piper & Tracy). O experimento constou de tratamentos com 12 (C12) ou 25 (C25) Mg ha-1 de composto orgânico: C12AV0 (sem leguminosa); C12AV4 (4 Mg ha-1 de resíduo); C12AV8 (8 Mg ha-1); C12AV12 (12 Mg ha-1); C25; AV12 (12 Mg ha-1) e testemunha absoluta. Adotou-se o delineamento de blocos casualizados e cinco repetições. Foram determinadas as taxas de decomposição do adubo verde e liberação de N, o teor de N-mineral no solo e a volatilização de N-NH3. A liberação de N (t½=28 dias) foi mais rápida que a decomposição do resíduo (t½=38 dias). Essa liberação de N eleva rapidamente os teores de N-mineral do solo e resulta também em maior elevação da volatilização de N-NH3. O incremento das doses de 8 para 12 Mg ha-1 de mucuna resultou em aumento mais que proporcional da volatilização acumulada de N-NH3, atingindo 30 kg ha-1 após 30 dias.

The use of leguminous species allows the biological incorporation of nitrogen into cropping systems. Nevertheless, there is little knowledge about the decomposition, release and volatilization of nitrogen associated with the decomposition of different quantities of residues. The objective of this study was to evaluate the decomposition of the biomass, the release and volatilization of nitrogen from different doses of velvet bean (Mucuna cinerea Piper & Tracy) residues. The treatments were established either with 12 (C12) or 25 (C25) Mg ha-1 of organic compost: C12AV0 (without residue); C12AV4 (4 Mg ha-1 of residue); C12AV8 (8 Mg ha-1); C12AV12 (12 Mg ha-1); C25; AV12 (12 Mg ha-1) and a control. The randomized block design was adopted with five repetitions. Mass dry matter decomposition and N release rate, the soil N-mineral content and N-NH3 volatilization were determined. N mineralization (t ½= 28 days) was faster than the decomposition of dry matter (t ½=38 days). This mineralization rapidly increased the soil mineral-N content and resulted in higher N-NH3 volatilization. However, the increase from 8 to 12 Mg ha-1 of velvet bean mass resulted in an overproportional increase of N-NH3 volatilization, which reached 30 kg ha-1 after 30 days.

Plantio direto de cebolinha sobre cobertura vegetal com efeito residual da aplicação de composto orgânico / No-tillage of green onion on vegetable mulching with residual effect of organic compost application

O objetivo deste trabalho foi analisar o plantio direto de cebolinha orgânica sob cobertura do solo viva e morta, com efeito residual da aplicação de composto orgânico. Para tanto, foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, em esquema de parcela subdividida, com quatro repetições. As parcelas corresponderam aos sistemas de plantio direto com cobertura viva de Arachis pintoi, cobertura viva de plantas espontâneas e cobertura com palhada de resteva natural que foram comparados ao preparo convencional do solo com canteiro e sem cobertura. As subparcelas representavam as doses residuais de composto orgânico 35, 70 e 105t ha-1 ano-1 (base seca). O plantio direto na palha proporcionou resultados superiores ao preparo convencional do solo e aos dois sistemas de plantio direto sob cobertura viva de A. pintoi e plantas espontâneas. O efeito residual da adubação orgânica foi crescente com aumento da dose de adubo no plantio direto na palhada e não ocorreu no plantio direto com as coberturas vivas.

The objective of this research was to analyze the effect of the no-tillage organic green onion under living and dead soil cover, with residual application of composted mulch. The experimental design was used in randomized blocks with four replicates, in split-plot arrangement with four replications. The plot corresponded to the planting system (no-tillage with living mulch of Arachis pintoi, living mulch of native weed, straw mulch and conventional tillage). In each plot the split-plot were represented by the residual doses of organic compost 35, 70 e 105t ha-1 year-1 in the dry compost. The no-tillage in the straw provided superior results to the conventional tillage of the soil and to the two no-tillage systems under living mulch of A. pintoi and native weed. The residual effect of the organic manuring grew with the increase of the fertilizer dose in the no tillage straw, which didn't happen in the no-tillage with living mulch.

Desempenho de bananeiras consorciadas com leguminosas herbáceas perenes / Banana plant performance intercropping with perennial herbaceous legumes

O emprego de plantas de cobertura em consórcio com bananeiras pode ser uma estratégia de manejo, possibilitando aumentos de produtividade associados à otimização de processos biológicos e maior estabilidade do sistema produtivo. Neste trabalho, objetivo-se avaliar o efeito da cobertura viva, formada por leguminosas herbáceas perenes sobre a produção de bananeira cultivar Nanicão. Os tratamentos foram: amendoim forrageiro (Arachis pintoi Krap. & Greg), cudzu tropical (Pueraria phaseoloides Benth.), siratro (Macroptilium atropurpureum Urb.), vegetação espontânea (dominada por Panicum maximum Jacq.) e vegetação espontânea + N-fertilizante. Foi avaliado o desenvolvimento vegetativo das bananeiras entre abril/1999 e julho/2000 e os atributos de produtividade. O peso do cacho e da penca foram positivamente influenciados pelo siratro e cudzu tropical empregados como coberturas vivas, quando comparados aos demais tratamentos. Todas as leguminosas proporcionaram maior crescimento das bananeiras (notadamente a partir do 6º mês), maior número de folhas emitidas e maior proporção de cachos colhidos, em relação aos tratamentos com vegetação espontânea (com e sem N-fertilizante). As leguminosas siratro e cudzu tropical promoveram condições adequadas ao desenvolvimento das bananeiras, acarretando ganhos de produtividade e eliminação da adubação nitrogenada no bananal. O potencial benéfico das leguminosas cudzu tropical e siratro como coberturas vivas capazes de proporcionar aumentos na produtividade de banana, qualifica essas espécies como alternativa promissora para a fertilidade do solo e nutrição das bananeiras.

The use of coverage plants in cover cropping with bananas can be a management strategy, increasing in productivity associated with the optimization of biological processes and greater stability of production system. The objective of this work was to evaluate the effect of live coverage by herbaceous perennial legume on the yield of banana cultivar Nanicão. The treatments were: forage groundnut (Arachis pintoi Krap. & Greg), tropical cudzu (Pueraria phaseoloides Benth.), siratro (Macroptilium atropurpureum Urb.), spontaneous vegetation (mainly Panicum maximum Jacq.) and spontaneous vegetation + N-fertilizer. Banana plant vegetative development and yield attributes between April/1999 and August/2000 were assessed. In comparison to other treatments, bunch and hand weight were more positively influenced by tropical cudzu and siratro legumes employed as live coverage. All legumes promoted higher vegetative growth for banana plants (notably from the 6th month on), a greater number of leaves, and a higher proportion of harvested bunches in relation to spontaneous vegetation (with and without N-fertilizer). Siratro and tropical cudzu legumes promoted adequate conditions for the development of the banana plants, generating yield gains, and the elimination of the need of nitrogenous fertilization in the banana plantation. The beneficial potential of tropical cudzu and siratro legumes as live coverage intercropping with banana plants qualify these species as promising alternatives for soil fertility and banana nutrition.

Cultivo de milho no sistema de aléias com leguminosas perenes / Maize crop in alley cropping system with perennials legumes

Objetivou-se avaliar a influência de algumas leguminosas perenes no teor foliar de N, P e K e na produtividade da cultura do milho (UENF 506-8), cultivado no sistema de aléias, sem adubação fosfatada. Foram realizados experimentos de campo por dois ciclos de cultivo, no Campo Experimental do CCTA/UENF, em Campos dos Goytacazes - RJ. Os tratamentos consistiram no sistema de aléias com Albizia lebbeck (L.) Benth., Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit., Cajanus cajan (L.) Millsp., Sesbania virgata (Cav.) Pers., Mimosa caesalpiniaefolia Benth., Gliricidia sepium (Jacq.) Pers. e duas testemunhas com milho solteiro (com e sem NPK). Após oito meses de plantio das leguminosas, essas foram podadas, o material foi incorporado ao solo e em seguida semeado o milho nas entrelinhas, com espaçamento de 80 cm entre fileiras. Após 60 dias da semeadura do milho efetuou-se nova poda. No segundo ciclo de cultivo, as práticas culturais foram similares às do primeiro. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Nas aléias de guandu, observou-se milho com maior teor foliar de N, em relação às demais leguminosas, no primeiro ciclo de cultivo. No segundo ciclo, os consórcios milho+guandu, milho+gliricídia e milho solteiro adubado superaram os demais na produtividade de grãos.

The objective of this study was to evaluate the effects of perennials legumes, in N, P and K foliar concentration and maize productivity in alley cropping system, without phosphorus fertilization. Field experiments were carried out for two cycles, with legumes intercropping maize (UENF 506-8) in Field Research CCTA/UENF in Campos dos Goytacazes - RJ - Brazil. The treatments consisted of alley cropping system with the species: Albizia lebbeck (L.) Benth., Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit., Cajanus cajan (L.) Millsp., Sesbania virgata (Cav.) Pers., Mimosa caesalpiniaefolia Benth., Gliricidia sepium (Jacq.) Pers. and two control treatments: sole maize with or without fertilizer NPK. Eight months after the plantation, the legumes species were pruned and incorporated in soil. Maize was sown interows legumes, in rows spaced 80 cm. New prune carried on sixty days after the first cut. In the second cycle, the crop handlings were similar to the first cycle. The experimental design consisted of randomized blocks with four replicates. In the alley cropping with Cajanus cajan the maize show the larger N foliar concentration, in first cycle. In the second cycle, maize+Gliricidia sepium, maize+Cajanus cajan and sole maize with NPK produced more grain than others treatments.

Soil mineral N dynamics beneath mixtures of leaves from legume and fruit trees in Central Amazonian multi-strata agroforests

Long term applications of leguminous green mulch could increase mineralizable nitrogen (N) beneath cupuaçu trees produced on the infertile acidic Ultisols and Oxisols of the Amazon Basin. However, low quality standing cupuaçu litter could interfere with green mulch N release and soil N mineralization. This study compared mineral N, total N, and microbial biomass N beneath cupuaçu trees grown in two different agroforestry systems, north of Manaus, Brazil, following seven years of different green mulch application rates. To test for net interactions between green mulch and cupuaçu litter, dried gliricidia and inga leaves were mixed with senescent cupuaçu leaves, surface applied to an Oxisol soil, and incubated in a greenhouse for 162 days. Leaf decomposition, N release and soil N mineralization were periodically measured in the mixed species litter treatments and compared to single species applications. The effect of legume biomass and cupuaçu litter on soil mineral N was additive implying that recommendations for green mulch applications to cupuaçu trees can be based on N dynamics of individual green mulch species. Results demonstrated that residue quality, not quantity, was the dominant factor affecting the rate of N release from leaves and soil N mineralization in a controlled environment. In the field, complex N cycling and other factors, including soil fauna, roots, and microclimatic effects, had a stronger influence on available soil N than residue quality.

Aplicações a longo prazo de leguminosas como adubo verde podem aumentar o nitrogênio (N) mineralizável sob árvores de cupuaçu em solos pouco férteis e ácidos (Ultisols e Oxisols) da Bacia Amazônica. Entretanto, a baixa qualidade da liteira de cupuaçu pode influênciara liberação de N do adubo verde e a mineralização deste no solo. Neste estudo foram comparados o N mineral, N total, e o N da biomassa microbiana sob árvores de cupuaçu cultivadas em dois sistemas agroflorestais, ao norte de Manaus, Brasil, as quais receberam diferentes aplicações de adubo verde sob sua liteira natural durante sete anos. Para testar as interações entre o adubo verde e a liteira de cupuaçu, folhas secas de gliricídia e ingá foram misturadas com as folhas senescentes de cupuaçu, distribuídas na superfície de um solo Oxisol, e incubadas em casa de vegetação durante 162 dias. A decomposição das folhas, a liberação de N e mineralização do N no solo foram periodicamente mensurados nos tratamentos de mistura de liteira de diferentes espécies e comparados com as aplicações de liteira de apenas uma espécie. O efeito da biomassa de leguminosas e da liteira de cupuaçu no N mineral do solo foi aditivo, indicando que o uso de adubação verde em plantas de cupuaçu pode ser baseado na dinâmica do N em cada espécie usada como adubo verde. Os resultados demonstraram que a qualidade do resíduo, e não a quantidade, foi o principal fator que influenciou a taxa de liberação de N das folhas e a mineralização deste no solo, em ambiente controlado. No campo, o complexo ciclo do N e outros fatores tais como a fauna do solo, raízes e os efeitos do microclima, tiveram uma influência mais forte na disponibilidade de N no solo do que a qualidade d o resíduo vegetal.