The 15N isotope to evaluate fertilizer nitrogen absorption efficiency by the coffee plant

ABSTRACT

The use of the 15N label for agronomic research involving nitrogen (N) cycling and the fate of fertilizer-N is well established, however, in the case of long term experimentation with perennial crops like citrus, coffee and rubber tree, there are still shortcomings mainly due to large plant size, sampling procedures, detection levels and interferences on the system. This report tries to contribute methodologically to the design and development of 15N labeled fertilizer experiments, using as an example a coffee crop fertilized with 15N labeled ammonium sulfate, which was followed for two years. The N of the plant derived from the fertilizer was studied in the different parts of the coffee plant in order to evaluate its distribution within the plant and the agronomic efficiency of the fertilizer application practice. An enrichment of the fertilizer-N of the order of 2 percent 15N abundance was sufficient to study N absorption rates and to establish fertilizer-N balances after one and two years of coffee cropping. The main source of errors in the estimated values lies in the inherent variability among field replicates and not in the measurements of N contents and 15N enrichments of plant material by mass-spectrometry.

RESUMO

O uso do traçador 15N em pesquisas agronômicas que envolvem o ciclo do nitrogênio (N) e o destino do N do fertilizante está bem estabelecido, entretanto, para o caso de experimentação com plantas perenes como citrus, café e seringueira, ainda existem limitações devidas ao porte das plantas, à amostragem, aos níveis de detecção e à interferência no sistema. Este estudo procura contribuir metodologicamente no delineamento experimental e no desenvolvimento desse tipo de experimentação, em condições de campo, fazendo uso, por dois anos, do experimento de uma cultura de café adubada com fertilizante marcado com 15N. O N da planta derivado do fertilizante foi estudado nas diferentes partes da planta de café para determinar sua distribuição dentro dela e a eficiência agronômica da prática de adubação. Um enriquecimento do N do fertilizante da ordem de 2 por cento em abundância de 15N foi suficiente para estudar taxas de absorção de N e estabelecer balanços do N do fertilizante depois de um e dois anos de cultivo. A principal fonte de erros dos valores estimados está na variabilidade agronômica das repetições e não na precisão das medidas de conteúdo de N e de enriquecimento em 15N por espectrometria de massa.