O trabalho teve por objetivo avaliar o aproveitamento e a distribuição do nitrogênio e do enxofre adicionado ao solo como fertilizante no sistema solo-cana-de-açúcar (cana-planta), utilizando-se os isótopos estáveis ¹⁵N e ³⁴S . Objetivou-se também avaliar a contribuição do nitrogênio mineralizado dos resíduos culturais marcados em ¹⁵N e incorporados ao solo, numa condição próxima a de reforma de canavial sem despalha a fogo. Foram quantificadas as perdas por lixiviação de N e S proveniente do solo e dos fertilizantes, com verificação da resposta em produção e qualidade da cana-planta à adubação com N e S no plantio, e realizado o balanço final do N e S no sistema solo-cana-de-açúcar. A pesquisa foi desenvolvida na Estação Experimental Apta 15 em Piracicaba/SP, com o uso de vasos plásticos de 220 L preenchidos com aproximadamente 250 kg de solo de textura arenosa. Foram realizados, simultaneamente, dois experimentos em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições. O primeiro experimento constituiu-se de um fatorial completo 4 X 2 (quatro doses de N: 0, 1,2, 2,4 e 3,6 g N vaso^-1 e duas doses de S: 0 e 2,1 g S vaso^-1 ) e com aplicação de fertilizantes marcados isotopicamente (¹⁵N - 10% em átomos e ³⁴S- 9,5% em átomos) e resíduos culturais (folhas secas, ponteiros e raízes + rizomas) sem marcação isotópica. O segundo experimento constituiu-se de cinco tratamentos com a combinação dos níveis de N e S, com a diferença de terem recebido resíduo cultural com marcação isotópica (¹⁵N- 0,827% em átomos). Na camada superficial de terra (0-25cm) foram adicionados os restos culturais e o calcário. Após a calagem foi realizada a aplicação dos tratamentos e o plantio com o transplante de três gemas por vaso da cultivar de cana-de-açúcar SP 80-3280. Os experimentos tiveram duração de 16 meses. O aumento na extração de N, proporcionado pelo aumento das doses de N-fertilizante resultou em sinergismo na extração de S. Nas condições do trabalho, com limitação da nutrição nitrogenada da canaplanta, a fertilização com S associada à de N não resultou em efeito sinérgico na produtividade da cultura; entretanto houve resposta em produtividade às doses crescentes de N, sem haver resposta à aplicação de S. A lixiviação de S (S-fertilizante e S-nativo do solo) diminuiu com o aumento das doses de N. O balanço final para o N indicou aproveitamento pelas plantas de 35% do Nfertilizante e 14% dos resíduos culturais, com efeito residual do N dessas fontes de 34 e 75% do N respectivamente. O N não contabilizado no sistema foi de 10 e 31% , respectivamente, para as fontes N-resíduo cultural e N-fertilizante, o que se atribuiu a possíveis perdas de amônia por volatilização do solo e pela parte aérea e, também, a desnitrificação. Para o balanço final de S verificou-se aproveitamento de 32% do S-fertilizante pelas plantas, com efeito residual no solo de 43% da fertilização. O S não contabilizado no sistema atingiu valor máximo de 10% do total aplicado, sendo atribuído à perda por volatilização de SO₂ pela parte aérea da cana-de-açúcar.

This work's objective was to evaluate the use and distribution of nitrogen and sulfur added to the soil as fertilizers in the soil-sugarcane system (plant cane), using the stable isotopes ¹⁵N and ³⁴S. The study also aimed to evaluate the contribution of nitrogen mineralized from sugar cane crop residues labeled with ¹⁵N and incorporated into the soil, in a condition similar to that found in the renovation of a sugarcane plantation without burning the trash. Losses of N and S from the soil and from the fertilizers via leaching were quantified. Sugarcane responses in terms of yield and plant cane quality to N and S fertilization at planting were determined, and the N and S final balances in the soil-sugarcane system were calculated. The research was conducted at the Apta 15 Experiment Station in Piracicaba/SP, using 220 L-capacity plastic pots filled with approximately 250 kg of a sandy-textured soil. Two experiments were conducted simultaneously in a random block experimental design with four replicates. The first experiment consisted of a full 4 X 2 factorial arrangement (four N doses: 0, 1.2, 2.4, and 3.6 g N pot^-1 and two S doses: 0 and 2.1 g S pot^-1) and application of isotopically labeled fertilizers (¹⁵N- 10% in atoms and ³⁴S-9.5% in atoms) and crop residues (dry leaves, shoots and roots + rhizomes) without isotopic labeling. The second experiment consisted of five treatments involving those N and S level combinations, except that they received isotopically labeled crop residues (¹⁵N- 0.827% in atoms). Crop residues and lime were added to the soil surface layer (0-25cm). The treatments were applied after liming, and planting was accomplished by transplanting three buds per pot of sugarcane cultivar SP 80-3280. The experiments lasted 16 months. The increased N extraction provided by increased fertilizer N doses resulted in S-extraction synergism. In the conditions of this study, under nitrogen nutrition limitation in plant cane, S fertilization in association with N fertilization did not result in a synergistic crop productivity effect; however, there was a productivity response to increasing N doses, without response to S application. S leaching (fertilizer S and native S from the soil) decreased as N doses increased. The final N balance indicated a 35% utilization by plants of fertilizer-N and 14% of crop residue-N, with residual effects in those sources of 34 and 75% N, respectively. The unaccounted N in the system were 10 and 31%, respectively, for crop residue-N and fertilizer-N sources, which were attributed to ammonia losses by volatilization from the soil and via the above-ground part of the plant, and to denitrification. A 32% utilization of fertilizer-S by the plants was verified in the final S balance, with a residual effect in the soil of 43% of fertilization. S not accounted for in the system reached a maximum value of 10% of the total applied, attributed to losses by SO₂ volatilization via the above-ground part of the sugarcane plants.