Absorção e metabolismo de nitrogênio por arroz em diferentes agroecossistemas sob disponibilidade sazonal de N-NO3

Abstract

O clima tropical úmido, característico de grande parte do Nordeste, Centro-Oeste e parte do Sudeste do Brasil, apresenta de forma marcante uma estação chuvosa e outra seca. Durante a estação seca, a evapotranspiração proporciona movimentos capilares de água no solo coincidentes com o acúmulo superficial de NO3-. Esse conteúdo de nitrato no solo pode variar com a sazonalidade de variáveis ambientais, tais como a temperatura e a precipitação, assim influenciando o processo de assimilação, o consumo e o armazenamento desse íon pelas plantas. Portanto, no início do período chuvoso ocorre grande disponibilidade de NO3- no solo e este fenômeno tem sido denominado como “flush” de nitrato. O objetivo do estudo foi o de avaliar a possibilidade de ocorrência do sincronismo entre esse “flush” de N-NO3- e a absorção de N por duas variedades de arroz diferentes quanto à capacidade de armazenamento e remobilização de N em condições de campo. Para tal, foram instalados dois experimentos por dois anos consecutivos nos municípios de São Luis e Miranda do Norte, Estado do Maranhão em três diferentes sistemas de manejo: cultivo em aléias, roça no toco (derrubada e queima) e sistema convencional. As espécies de leguminosas utilizadas foram: Leucaena leucocephala (leucena); a Clitoria fairchildiana (sombreiro) e a Acacia mangium (acácia), combinadas entre si, nos seguintes tratamentos: Sombreiro + Leucena (S + L); Acácia + Leucena (A+ L) e Testemunha, sem leguminosas. Em todos os sistemas de manejo adotou-se o delineamento experimental de blocos casualizados em parcelas sub-subdivididas com quatro repetições. Os parâmetros avaliados foram à atividade da nitrato redutase, o metabolismo do N na planta, o fluxo sazonal de NO3- no solo, produção de biomassa e a produtividade do arroz. De acordo com resultados, a adição de biomassa das leguminosas não causou grandes alterações nas características do solo tanto em São Luis quanto no município de Miranda do Norte. No solo as maiores alterações foram observadas para o a área queimada e a área mantida em sistema convencional. As aléias de Acácia + Leucena influenciaram de forma significativa a maioria das variáveis avaliadas apresentando-se na maioria das vezes superiores as aléias de Sombreiro + Leucena e a testemunha. No geral, a atividade da nitrato redutase foi baixa em todos os sistemas de manejo. No entanto, constatou-se variação na atividade da enzima em função época de amostragem. Os resultados mostraram que as maiores reduções nos teores de NO3- foram observados nas bainhas, indicando ser este o local preferencial para a remobilização de N em arroz. A variedade tradicional apresentou sempre valores mais baixos de atividade da NR e acumulou mais NO3- comparada com a variedade melhorada. Houve variações sazonais no teor de NO3- e NH4+ no solo, porém os maiores acúmulos de NH4+ ocorreram na camada superficial e início da estação chuvosa. A produtividade do arroz foi baixa, porém diferiu de forma significativa entre os sistemas de manejo.

The wet tropical climate, characteristic of great part of the Northeast, Midwest and part of the Southeast regions of Brazil, present markedly a rainy season and a dry one. During the dry season, the evapotranspiration provides capillary movements of water in soil coincidently with the superficial accumulation of NO3-. The amount of nitrate in the soil may vary with the seasonality of environmental variables, such as the temperature and precipitation, thus influencing the assimilation process, the consumption and the storage of that ion by the plants. This way, in the beginning of the rainy period there is a great availability of NO3- in the soil. This phenomenon has being identified as nitrate flush. The objective of the study was to evaluate the possibility of occurrence of synchronism among N-NO3- flush and absorption of N by two rice varieties dissimilar in the storage capacity and remobilization of N in field conditions. Two experiments were installed in two consecutive years in the town of São Luis and in Miranda do Norte, Maranhão State. The areas had three different management systems: alley cropping, slash-and-burn agriculture (cutting down and burning), and conventional system. The legume trees used were: Leucaena leucocephala (Leucena); Clitoria fairchildiana (Philippine pigeonwings); and Acacia mangium (acacia). They were combined among themselves, in the following treatments: Philippine pigeonwings + Leucena (S + L); Acacia + Leucena (A + L), and a reference plot, without legume trees. The experimental design was of random blocks in sub-subdivided plots with four repetitions. The appraised parameters were: nitrate reductase (NR) activity, the plant N metabolism, the mineralization of N in soil, the seasonal flow of NO3- in soil, biomass production, and the rice productivity. According to the results, the addition of biomass from legume trees did not cause great alterations in the soil characteristics, in São Luis and in the Miranda do Norte areas. In the soil the largest changes were observed for the burnt area and the one with conventional system. The Acacia + Leucena alley cropping influenced significantly most of evaluated variables, and in most of the time they showed superior to Sombreiro + Leucena alley and the testimony. In general, the activity of the nitrate reductase was low, for all systems. However, a variation was verified in the enzyme activity according to sampling period. The results showed the largest reductions in NO3- in the hems, indicating this is the preferential plant part for N remobilization in rice. The traditional variety always presented lower values of NR activity, and it accumulated more NO3- compared with the improved variety. There were seasonal variations in the levels of NO3- and NH4+ in the soil; however the largest accumulations of NH4+ occurred in the superficial layer and in the beginning of the rainy season. The rice productivity was low; however it differed significantly among the management systems.