ABSTRACT
A still unclear question related to sugarcane cropping refers to the low response of the planted cane to nitrogen fertilization. Two experiments were carried out in areas under a Typic Hapludox, located in Pirassununga, São Paulo State, Brazil, and an Arenic Kandiudult, located in Jaboticabal, São Paulo State, Brazil, with the objective to evaluate planted cane response to nitrogen fertilization at planting. The experimental design was organized as random blocks and treatments consisted of three N rates (40, 80, and 120 kg ha-1 N-urea) and a control without N. Nitrogen fertilizers were applied to the bottom of the planting furrow and then incorporated into the soil. During the maximum growth stage, +1 leaf samples were collected from all experimental plots to evaluate the crop nutritional status. In the Pirassununga experiment, N fertilization at planting increased N, K, Mg, and S contents in the leaves and increased the stalk yield, without effect in the technological attributes. Conversely, no stalk yield response was observed at the Jaboticabal experiment, but N fertilization benefited the stalk technological attributes. The N rates increased the sugar yield per hectare in both experiments. The highest margin of agricultural contribution was obtained at the rate of 40 kg ha-1 N.
Uma questão não esclarecida na cultura da cana-de-açúcar se refere à baixa resposta da cana planta à adubação nitrogenada de plantio. Nesse sentido, foram desenvolvidos dois experimentos em áreas cultivadas sobre um Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico (Pirassununga, SP) e um Latossolo Vermelho Distrófico (Jaboticabal, SP), com objetivo de avaliar a resposta da cana planta a adubação nitrogenada de plantio. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, e os tratamentos foram três doses de N (40, 80 e 120 kg ha-1 na forma de uréia) mais um tratamento controle sem adição de N. Os fertilizantes nitrogenados foram aplicados no fundo de sulco de plantio e incorporados ao solo. Durante a fase de máximo crescimento da cultura, foram coletadas amostras de folhas +1 em todas as parcelas experimentais para a determinação do estado nutricional. Em Pirassununga, a adubação nitrogenada de plantio aumentou as concentrações de N, K, Mg e S nas folhas diagnósticas e a produção de colmos, sem apresentar efeito nos atributos tecnológicos. Por outro lado, em Jaboticabal não houve resposta em produtividade, mas houve efeito nos atributos tecnológicos. Obtiveram-se incrementos na produção de açúcar por hectare em ambas as áreas em função da fertilização nitrogenada. A maior margem de contribuição agrícola foi obtida com a dose de 40 kg ha-1 de N.
ABSTRACT
A still unclear question related to sugarcane cropping refers to the low response of the planted cane to nitrogen fertilization. Two experiments were carried out in areas under a Typic Hapludox, located in Pirassununga, São Paulo State, Brazil, and an Arenic Kandiudult, located in Jaboticabal, São Paulo State, Brazil, with the objective to evaluate planted cane response to nitrogen fertilization at planting. The experimental design was organized as random blocks and treatments consisted of three N rates (40, 80, and 120 kg ha-1 N-urea) and a control without N. Nitrogen fertilizers were applied to the bottom of the planting furrow and then incorporated into the soil. During the maximum growth stage, +1 leaf samples were collected from all experimental plots to evaluate the crop nutritional status. In the Pirassununga experiment, N fertilization at planting increased N, K, Mg, and S contents in the leaves and increased the stalk yield, without effect in the technological attributes. Conversely, no stalk yield response was observed at the Jaboticabal experiment, but N fertilization benefited the stalk technological attributes. The N rates increased the sugar yield per hectare in both experiments. The highest margin of agricultural contribution was obtained at the rate of 40 kg ha-1 N.
Uma questão não esclarecida na cultura da cana-de-açúcar se refere à baixa resposta da cana planta à adubação nitrogenada de plantio. Nesse sentido, foram desenvolvidos dois experimentos em áreas cultivadas sobre um Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico (Pirassununga, SP) e um Latossolo Vermelho Distrófico (Jaboticabal, SP), com objetivo de avaliar a resposta da cana planta a adubação nitrogenada de plantio. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, e os tratamentos foram três doses de N (40, 80 e 120 kg ha-1 na forma de uréia) mais um tratamento controle sem adição de N. Os fertilizantes nitrogenados foram aplicados no fundo de sulco de plantio e incorporados ao solo. Durante a fase de máximo crescimento da cultura, foram coletadas amostras de folhas +1 em todas as parcelas experimentais para a determinação do estado nutricional. Em Pirassununga, a adubação nitrogenada de plantio aumentou as concentrações de N, K, Mg e S nas folhas diagnósticas e a produção de colmos, sem apresentar efeito nos atributos tecnológicos. Por outro lado, em Jaboticabal não houve resposta em produtividade, mas houve efeito nos atributos tecnológicos. Obtiveram-se incrementos na produção de açúcar por hectare em ambas as áreas em função da fertilização nitrogenada. A maior margem de contribuição agrícola foi obtida com a dose de 40 kg ha-1 de N.
ABSTRACT
Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816.
A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. Em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.
ABSTRACT
Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816.
A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. Em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.
ABSTRACT
Given their potential for biological nitrogen fixation, legumes used as green manure are an alternative source of nitrogen to crops, and can supplement or even replace mineral nitrogen fertilization. The utilization of nitrogen by sugarcane (Saccharum spp.) fertilized with sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and ammonium sulphate (AS) was evaluated using the 15N tracer technique. Amounts of 195.8 kg and 70 kg N per hectare, respectively, of sunn hemp and AS were added in the following treatments: without green manure and without AS; without green manure, with AS -15N; with green manure-15N and with AS; with green manure-15N, without AS; with green manure and with AS-15N. Four samples from the leaves +3 were collected and 2 m of the sugar cane row were harvested to estimate crop yield. The results for N contents (g kg-1), isotopic abundance of N (atoms % 15N) in leaf +3 samples, and sugarcane productivity were used to calculate cumulative N, nitrogen in the plant derived from the fertilizer-Ndff (% and kg ha-1), as well as percent recovery of fertilizer N (R%). Sugarcane was analysed and pol and total recovered sugar calculated. The highest Ndff percentages were observed eight months after sugarcane planting for treatments containing green manure without mineral N, and green manure with mineral N, at 15.3 and 18.4%, respectively. The best nitrogen recovery was observed during harvest, 18 months after planting; the treatment containing mineral fertilizer showed 34.4% recovery, while the sum between mineral N plus green manure N showed 40.0%. Treatments containing green manure plus mineral N changed soil attributes, by increasing Ca and Mg contents, sum of bases, pH, and base saturation, and decreasing potential acidity. In the plant, those treatments increased Ca and K contents.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas adubos verdes representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral nitrogenada. Estudou-se o aproveitamento do nitrogênio pela cana-de-açúcar (Saccharum spp.) fertilizada com crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e sulfato de amônio (SA), marcados com 15N. Foram adicionados 195,8 kg e 70 kg de N por hectare, respectivamente, de crotalária júncea e SA, nos seguintes tratamentos: testemunha, sem adubação verde e sem SA; sem adubo verde, com SA-15N; com adubo verde-15N e com SA; com adubo verde-15N, e sem SA; com adubo verde e com SA-15N. Foram feitas quatro amostragens de folhas +3 e colhidas plantas de 2 m de linha da cultura para estimativa da produtividade. Com os resultados dos teores de N (g kg-1) e da abundância isotópica de N (% em átomos de 15N) das amostras de folhas +3 e da produtividade da cana-de-açúcar, foram calculados o N-acumulado, nitrogênio na planta proveniente do fertilizante-NPPF (% e kg ha-1), e a recuperação percentual do N do fertilizante (%R). Foram realizadas análises tecnológicas da cana e calculados o pol (%) e açúcares totais recuperados. As maiores porcentagens de NPPF foram encontradas após oito meses de plantio da cana para os tratamentos com adubo verde sem N-mineral e adubo verde com N-mineral, respectivamente 15,3 e 18,4%. A maior recuperação do nitrogênio foi encontrada na colheita, dezoito meses após o plantio, sendo que o tratamento com fertilizante mineral apresentou 34,4% e na soma N-mineral mais N-adubo verde apresentou 40,0%. Os tratamentos com adubo verde mais N-mineral alteraram atributos do solo e da planta, promovendo aumento nos teores de Ca e Mg, soma de bases e saturação de bases e pH, com declínio na acidez potencial no solo, bem como aumento nos teores de Ca e K na parte aérea.
ABSTRACT
Given their potential for biological nitrogen fixation, legumes used as green manure are an alternative source of nitrogen to crops, and can supplement or even replace mineral nitrogen fertilization. The utilization of nitrogen by sugarcane (Saccharum spp.) fertilized with sunn hemp (Crotalaria juncea L.) and ammonium sulphate (AS) was evaluated using the 15N tracer technique. Amounts of 195.8 kg and 70 kg N per hectare, respectively, of sunn hemp and AS were added in the following treatments: without green manure and without AS; without green manure, with AS -15N; with green manure-15N and with AS; with green manure-15N, without AS; with green manure and with AS-15N. Four samples from the leaves +3 were collected and 2 m of the sugar cane row were harvested to estimate crop yield. The results for N contents (g kg-1), isotopic abundance of N (atoms % 15N) in leaf +3 samples, and sugarcane productivity were used to calculate cumulative N, nitrogen in the plant derived from the fertilizer-Ndff (% and kg ha-1), as well as percent recovery of fertilizer N (R%). Sugarcane was analysed and pol and total recovered sugar calculated. The highest Ndff percentages were observed eight months after sugarcane planting for treatments containing green manure without mineral N, and green manure with mineral N, at 15.3 and 18.4%, respectively. The best nitrogen recovery was observed during harvest, 18 months after planting; the treatment containing mineral fertilizer showed 34.4% recovery, while the sum between mineral N plus green manure N showed 40.0%. Treatments containing green manure plus mineral N changed soil attributes, by increasing Ca and Mg contents, sum of bases, pH, and base saturation, and decreasing potential acidity. In the plant, those treatments increased Ca and K contents.
Em função de seu potencial de fixação de nitrogênio, as leguminosas adubos verdes representam uma alternativa ao suprimento, substituição ou complementação da adubação mineral nitrogenada. Estudou-se o aproveitamento do nitrogênio pela cana-de-açúcar (Saccharum spp.) fertilizada com crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) e sulfato de amônio (SA), marcados com 15N. Foram adicionados 195,8 kg e 70 kg de N por hectare, respectivamente, de crotalária júncea e SA, nos seguintes tratamentos: testemunha, sem adubação verde e sem SA; sem adubo verde, com SA-15N; com adubo verde-15N e com SA; com adubo verde-15N, e sem SA; com adubo verde e com SA-15N. Foram feitas quatro amostragens de folhas +3 e colhidas plantas de 2 m de linha da cultura para estimativa da produtividade. Com os resultados dos teores de N (g kg-1) e da abundância isotópica de N (% em átomos de 15N) das amostras de folhas +3 e da produtividade da cana-de-açúcar, foram calculados o N-acumulado, nitrogênio na planta proveniente do fertilizante-NPPF (% e kg ha-1), e a recuperação percentual do N do fertilizante (%R). Foram realizadas análises tecnológicas da cana e calculados o pol (%) e açúcares totais recuperados. As maiores porcentagens de NPPF foram encontradas após oito meses de plantio da cana para os tratamentos com adubo verde sem N-mineral e adubo verde com N-mineral, respectivamente 15,3 e 18,4%. A maior recuperação do nitrogênio foi encontrada na colheita, dezoito meses após o plantio, sendo que o tratamento com fertilizante mineral apresentou 34,4% e na soma N-mineral mais N-adubo verde apresentou 40,0%. Os tratamentos com adubo verde mais N-mineral alteraram atributos do solo e da planta, promovendo aumento nos teores de Ca e Mg, soma de bases e saturação de bases e pH, com declínio na acidez potencial no solo, bem como aumento nos teores de Ca e K na parte aérea.