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Ciência Rural

Print version ISSN 0103-8478On-line version ISSN 1678-4596

Cienc. Rural vol.37 no.2 Santa Maria Mar./Apr. 2007

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782007000200009 

ARTIGOS CIENTÍFICOS
FITOTECNIA

 

Transferência do N fixado por leguminosas arbóreas para o capim Survenola crescido em consórcio

 

Transference of N fixed by legume trees to Survenola grass grown in intercropped system

 

 

Paulo Francisco DiasI; Sebastião Manhães SoutoII, 1; Alexander Silva ResendeII; Segundo UrquiagaII; Gudesteu Porto RochaIII; Joventino Fernandes MoreiraIV; Avílio Antonio FrancoII

IEstação Experimental de Seropédica, Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado do Rio de Janeiro (PESAGRO-RIO), Seropédica, RJ, Brasil
IIEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa - Agrobiologia), Rodovia Br 465, km 07, 23851-970, Seropédica, RJ, Brasil. E-mail: smsouto@cnpab.embrapa.br
IIIDepartamento de Zootecnia, Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras, MG, Brasil
IVPrograma de Pós-graduação em Fitotecnia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), Seropédica, RJ, Brasil

 

 


RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito na transferência de N proveniente de três leguminosas arbóreas para o capim Survenola (Híbrido entre Digitaria setivalva e D. valida) amostrado em cinco distâncias (D1- 50cm do caule; D2- metade do raio da projeção da copa; D3- uma vez o raio da projeção da copa; distâncias estas correspondentes às áreas de influência das copas; e D4- uma vez e meia o raio da projeção da copa; D5- duas vezes o raio da projeção da copa; distâncias correspondentes às áreas fora das copas e consideradas como testemunhas). Duas espécies arbóreas, Dalbergia nigra (Jacarandá da Bahia) e Enterolobium contorsiliquum (Orelha de Negro), são nodulíferas e fixam N simbioticamente, enquanto que Peltophorum dubium (Angico Canjiquinha) é uma espécie não-nodulífera. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado em parcela subdividida, com três repetições, em que a árvore representou a parcela e as cinco distâncias as subparcelas. Determinou-se a abundância natural de 15N(d15N,‰) com o auxílio do espectrômetro de massa Finnigan Mat, modelo Delta plus, da Embrapa Agrobiologia. Os valores de d15N (‰) na parte aérea do capim Survenola indicaram que a maior influência das árvores como fornecedoras de N para a gramínea se deu na área mais próxima ao tronco. Nos tratamentos com Dalbergia nigra e Enterolobium contortisiliquum, a gramínea apresentou valores crescentes de d15N com o aumento da distância do raio de projeção da copa, indicando o efeito da reciclagem do N2 fixado por estas duas leguminosas. O nitrogênio na gramínea derivado das espécies arbóreas variou entre 0 e 38%, dependendo da espécie e da distância consideradas. Houve um decréscimo de transferência de N da leguminosa para o capim Survenola com o aumento da distância em relação ao tronco das espécies arbóreas. A transferência de N da leguminosa para a gramínea foi de 29,9; 37,7 e 28% do total acumulado pelo capim Survenola, equivalente a 22,0; 16,7 e 8,2kg ha-1 de N para Enterolobium contortisiliquum, Dalbergia nigra e Peltophorum dubium, respectivamente.

Palavras-chave: silvipastoril, fixação biológica de nitrogênio, Peltophorum dubium.


ABSTRACT

This research was aimed at evaluating the effect on the transference of N from legume trees to Survenola grass (Hybrid between Digitaria setivalva e D. valida). Two of legume trees are N fixers, Dalbergia nigra (Jacarandá da Bahia) and Enterolobium contortisiliquum (Orelha de Negro), while Peltophorum dubium (Angico Canjiquinha) does not form nodules. Samples of Survenola grass were taken from D1) 50cm from trunk; D2) half of the canopy’s projection ray; D3) canopy’s projection ray; D4) one and a half of the canopy’s projection ray; D5) twice the canopy’s projection ray, which were considered control. The experiment was set up in a completely randomized split plot design, with three repetions, where each tree was treated as plot and the five sampling distances the subplots. The natural 15N abundance (d15N, ‰) analysis was carried out using the mass spectrometer Delta Plus, Finnigan Mat, of Embrapa Agrobiologia. The d15N values (‰) from the Survenola grass shoot clearly indicated that the contribution of N fixed occurred mainly closer to the legume trees trunks Dalbergia nigra and Enterolobium contortisiliquum presented greater d15N values with the increase in distance of the canopy’s projection ray, indicating the recycling effect of the fixed N2 by the two legume trees. The grass N content derived from the legume trees varied from 0 to 38% but depended on leguminous species and distance. The N transferred from the legumes to the Survenola grass decreased with the sampling distance from the trunks of the tree species. The maximum N transfered from legumes to the grass was 29.9; 37.7 and 27.7% of the total N accumulated by Survenola grass, which was equivalent to 22.0; 16.7 and 8.2kg ha-1 of N for Enterolobium contortisiliquum, Dalbergia nigra e Peltophorum dubium, respectively.

Key words: silvopastoral, biological nitrogen fixation, Peltophorum dubium.


 

 

INTRODUÇÃO

A importância da leguminosa no consórcio está baseada na hipótese de que a gramínea se beneficia do N2 fixado pela leguminosa, seja pela excreção direta de compostos nitrogenados pelas raízes, seja pela decomposição dos nódulos, das raízes, da liteira e da serapilheira das leguminosas (BRONSTEIN, 1984; WEARNER, 1988).

Muitos trabalhos têm tratado de estudar a transferência direta de N de uma leguminosa para uma gramínea consorciada, sendo seus valores considerados baixos, em torno de 10kg de N. ha-1, e muito variáveis (WEARNER, 1988; VARGAS, 1991). Entretanto, a transferência via deposição de material formador de serapilheira pode ser significativa. Deve-se considerar também que a deposição gradual de biomassa sob a área de influência das árvores aumenta também a fertilidade e a matéria orgânica do solo (MAHECHA et al., 1999; OLIVEIRA et al., 2000; ANDRADE et al., 2002).

Os estudos de NAIR (1993) mostraram que as árvores melhoram o fluxo de nutrientes nas pastagens por suas ações no solo, absorvendo significativas quantidades de material orgânico e nutrientes, os quais são em grande parte depositados no solo através da serapilheira. Estes valores variam por ano, entre 4 a 12Mg ha-1 de C; 52 a 360kg ha-1 de N; 4 a 35kg ha-1 de P e de 89 a 328kg ha-1 de Ca. O efeito dessas árvores sobre a fertilidade do solo em pastagens é mais evidente naqueles de baixa fertilidade do que nos de fertilidade mediana a alta, além do efeito parecer maior com espécies leguminosas do que com não-leguminosas (CARVALHO & XAVIER, 2000). Nesse sentido, CHATURVEDI & DAS (2002) observaram que a fertilidade do solo foi maior na área próxima ao caule das árvores.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da distância em relação ao caule de três leguminosas arbóreas consorciadas com o capim Survenola, na transferência de N para a gramínea, com base na técnica da abundância natural de 15N(d15N,‰).

 

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido no campo experimental pertencente ao Sistema Integrado de Produção Agroecológico/SIPA – Fazendinha Agroecológica do Km 47, em uma pastagem formada há dez anos em um Argissolo Vermelho-Amarelo, de baixa fertilidade natural, com capim Survenola, um híbrido interespecífico entre Digitaria setivalva e D. valida.

As espécies arbóreas utilizadas foram duas leguminosas fixadoras de nitrogênio, Dalbergia nigra (Jacarandá da Bahia) e Enterolobium contortisiliquum (Jacarandá da Bahia) e uma não-nodulífera, Peltophorum dubium (Angico Canjiquinha/Canafístula).

O plantio no campo foi através de mudas inoculadas com estirpes eficientes de rizóbio e fungos micorrízicos (Gigaspora margarita e Glomus macrocarpum) da coleção da Embrapa Agrobiologia. As mudas foram transplantadas para o campo no mês de março de 1994. Na adubação de plantio das leguminosas, foram aplicados 200g de uma mistura de 20 partes de cinza vegetal + 10 partes de termofosfatos + 5 partes de calcário + 10g de FTE (BR12), em covas com dimensões de 20 x 20 x 20cm, com espaçamento de 15 x 15 metros entre plantas.

Os efeitos das leguminosas arbóreas na transferência de N para o capim foram avaliados nas áreas de influências das copas: D1– 50cm de distância do caule; D2– metade da distância do raio de projeção da copa; D3– no raio de projeção da copa; e nas áreas fora da projeção da copa (tratamento testemunha); D4– uma vez e meia a distância do raio de projeção da copa; e D5- duas vezes a distância do raio de projeção da copa. As plantas de capim Survenola tiveram a parte aérea amostrada nos sentidos Norte-Sul e Leste-Oeste, com a finalidade de quantificar o quanto do N total acumulado na parte aérea da gramínea era proveniente da leguminosa.

Antes da instalação do experimento, realizado no meado do período chuvoso de 2003, a pastagem vinha sendo mantida sob pastejo rotativo, com período de descanso variando de 45 a 60 dias no período da seca e de 30 a 42 dias no período das chuvas.

A data de amostragem no campo para determinação do estado nutricional de N da pastagem foi 19/12/2003. As amostras, quatro por tratamento, foram colocadas em estufas de ventilação forçada a 65°C até o peso constante, para a determinação do conteúdo de matéria seca. Separou-se parte do material, que foi pulverizado em moinho de rolagem durante 24 horas, e, nestas amostras, determinou-se a abundância natural de 15N(d15N) com o auxílio do espectrômetro de massa Finnigan Mat, modelo Delta plus, da Embrapa Agrobiologia.

Quase todas as transformações do N no solo resultam no seu fracionamento isotópico, sendo que o efeito final é um incremento pequeno, porém significativo, comparado com o N atmosférico (0,3663% 15N), segundo SHEARER & KOHL (1986). Em função dessa pequena diferença na concentração de 15N, os dados são comumente expressos em termos de partes por mil, d15N ou ‰. Nesse caso, em algumas situações, este enriquecimento natural em 15N é significativo, a ponto de servir para estudos nos moldes do método de diluição isotópica de 15N (SHEARER et al., 1983).

Determinou-se o percentual de N transferido das leguminosas para a gramínea pela equação (SHEARER & KOHL, 1986):

em que, a amostra D5 foi utilizada como testemunha, considerada o ponto de transferência zero de N por parte da leguminosa arbórea para a gramínea, ou seja, sem influência das plantas arbóreas.

Determinou-se a quantidade kg ha-1 de N proveniente da leguminosa acumulado na parte aérea do capim pela equação N total x 100 x % de N transferido da leguminosa.

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em parcela subdividida, com três repetições, no qual a árvore representou a parcela e as cinco distâncias as subparcelas.

O procedimento estatístico foi determinado com o auxílio do pacote estatístico SISVAR, da Universidade Federal de Lavras, com aplicação do teste F na verificação de diferenças entre tratamentos e o teste de Scott-Knott (p<0,05) na comparação das médias dos tratamentos a 5% de probabilidade.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O resultado da análise de variância dos valores de d15N (‰) na parte aérea do capim apresentou diferenças significativas quanto às leguminosas e às distâncias, bem como interação entre leguminosas x distâncias.

Os valores de d15N (‰) na parte aérea do capim Survenola (Tabela 1) indicaram que o solo sem influência das árvores (D5) apresentou valor de d15N variando de 3,4 a 3,9 unidades. Assim, pelos dados de d15N nos demais tratamentos, demonstra-se uma clara influência das árvores como fornecedoras de N para a gramínea, sendo que grande parte desse N deveria ser derivado da fixação biológica de nitrogênio (FBN), uma vez que os valores de d15N da gramínea nas distâncias D1; D2; D3 e D4 foram sensivelmente menores que o controle (D5). Além disso, ficou claro que a maior influência se deu na área mais próxima ao tronco das árvores, onde se concentra a maior deposição de água de escorrimento e deposição de biomassa da serapilheira.

Com relação à contribuição das leguminosas na absorção de N pela pastagem, os resultados eram esperados para as espécies nodulíferas, mas não para a espécie não nodulífera Peltophorum dubium, considerada não fixadora de nitrogênio. No caso desta espécie, os valores de d15N da pastagem também indicaram que esta contribuiu com N derivado da FBN. O fato de uma espécie como Peltophorum dubium não ser nodulífera não garante que não seja beneficiada ou que receba contribuição da FBN (BRYAN et al., 1996)

Diversos estudos têm demonstrado que culturas como cana-de-açúcar, arroz, capim elefante, entre outras, possuem diferentes comportamentos quanto à contribuição da FBN associativa (URQUIAGA et al., 1992; BODDEY et al., 2001; OLIVEIRA et al., 2002). Em algumas situações, a FBN associada à cultura, como à de cana-de-açúcar, pode suprir em até 60% a demanda de N da planta (URQUIAGA et al., 1992).

A leguminosa arbórea Peltophorum dubium, não-nodulífera, cresce adequadamente em solos pobres em N disponível, fato similar ao que ocorre com leguminosas arbóreas nodulíferas. Essas características, aliadas aos altos teores de N encontrados nas suas folhas, sugere que possua um sistema eficiente de FBN associativa. A este respeito, deve-se destacar o trabalho de BRYAN et al. (1996) que, estudando a FBN associada a diferentes espécies de leguminosas não-nodulíferas, encontraram que Peltophorum pterocarpum possui um sistema eficiente de FBN associativa, o que explicaria seu bom crescimento e acúmulo de N mesmo em solos com baixos teores de N.

Os valores de d15N aumentando sensivelmente à medida que as plantas da pastagem se distanciavam do tronco das leguminosas sugere que, em geral, para as três espécies, a maior reciclagem do N2 fixado pelas leguminosas influindo na nutrição nitrogenada da pastagem ocorreu sob a área de projeção da copa das árvores.

Comparando os valores de d15N da pastagem usando-se as plantas fora da influência das leguminosas como testemunha (D5), estimou-se que o nitrogênio na gramínea derivado das espécies arbóreas variou entre 0 e 37,7%, dependendo da leguminosa e da distância considerada (Tabela 2). A partir do N total acumulado na parte aérea do capim Survenola, 73,6kg ha-1 em D2 para Enterolobium contortisiliquum; 44,3kg ha-1 em D1 para Dalbergia nigra e 29,6kg ha-1 em D2 para Peltophorum dubium, as transferências máximas oriundas destas leguminosas nestas distâncias foram de 29,9; 37,7 e 27,7%, equivalentes a 22,0; 16,7 e 8,2kg ha-1 de N, respectivamente.

As estimativas para os valores de d15N (Tabela 1), variando de 2,4 a 3,9 ‰ ,e as transferências de N (Tabela 2), de 0 a 37,7 %, observadas neste trabalho nas diferentes distâncias demonstram a importância das leguminosas na arborização de pastagens para favorecer a disponibilidade de N para a gramínea. No presente trabalho, os valores para o nitrogênio acumulado pela gramínea oriundos da fixação de N2 pelas leguminosas arbóreas consorciadas são similares aos 10 a 39% (equivalentes a 8-83kg ha-1 de N) encontrados por VARGAS (1991), em pastagem de Brachiaria brizantha consorciada com três leguminosas herbáceas (Centrosema pubescens, Galactia striata e Desmodium ovalifolium).

Os resultados apresentados confirmam a melhoria da qualidade da forragem sob a copa das leguminosas, sejam estas nodulíferas ou não, conforme destacado por YOUNG (1997). Este fenômeno pode ser devido à deposição de nutrientes absorvidos do subsolo pela leguminosa e depositados na camada superficial do solo após a decomposição da serapilheira e das raízes, o que favorece também o acúmulo de matéria orgânica no solo e o aumento na capacidade de troca de cátions e de retenção de nutrientes. Além disso, as leguminosas contribuem para a redução da perda de nutrientes por erosão e lixiviação, aumentam a deposição de nutrientes contidos na água de chuva e na poeira atmosférica que foram interceptadas pelas copas das árvores e também a deposição de nutrientes pela fauna (animais domésticos, pássaros, etc.), que utilizaram as árvores como abrigo.

Futuros estudos são necessários, principalmente considerando-se a presença do gado, para que a interação gramínea x leguminosas arbóreas x animal seja otimizada, visando a reverter o quadro de degradação das pastagens no Brasil.

 

CONCLUSÕES

As leguminosas arbóreas, por meio da fixação biológica de nitrogênio, podem incrementar significativamente a disponibilidade de N para a gramínea, ajudando a minimizar uma das principais causas da degradação das pastagens. Similar resultado foi observado com a leguminosa não-nodulífera Peltophorum dubium.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido para publicação 12.08.05
Aprovado em 02.08.06

 

 

1 Autor para correspondência.

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