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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.64.2022.tde-05102022-154711
Document
Author
Full name
Gabriela Cristina Salgado
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Trivelin, Paulo Cesar Ocheuze (President)
Fontanetti, Anastácia
Mello, Simone da Costa
Piotto, Fernando Angelo
Title in English
Nitrogen transfer in the intercropping system between organic cherry tomato and legumes in succession to green corn
Keywords in English
15N natural abundance
Biological nitrogen fixation
Green manure
Organic agriculture
Soil fertility
Abstract in English
The main study aim was to investigate the N transfer from different legumes to cherry tomato in the intercropping system under residual straw of the previous green corn crop using the 15N natural abundance method. There also were evaluated yield and nutrients concentration of the plants, soil fertilizer, cost and profitability of this organic system. The experiment was in a randomized complete block design with five replications and eight treatments: monocrop of cherry tomato adding the residual green corn crop residue (straw) as a mulch, a monocrop of cherry tomato without straw, cherry tomatoes intercropped with jack bean, sun hemp, dwarf velvet bean, mung bean, white lupine or cowpea bean grown as green manures, in two consecutive cycles. In 2011, the number and weight of the total and the marketable fruits of tomatoes were 70% - 88% higher than in 2012, and the number of damaged fruits was 12 % lower in 2011 than in 2012. The different treatments had no effect on the yield of the green corn in 2012 and 2013. There was no difference in BNF between legumes at 100 days after sowing, independent of the year. The BNF was responsible for more than half of the N accumulated in the legumes. The N of legumes was transferred to cherry tomato in similar quantities, and the leaves and fruits of cherry tomato received more N transfer than shoots. It was shown that N transfer increases with the growth/development of cherry tomato. The legume in an intercropping system with cherry tomato cultivated in the succession of green corn does not provide sufficient nitrogen to supply the green corn demand. In relation to green corn straw, the single exponential decay function fitted with the decrease of the decomposition time in the dry matter remaining of green corn straw in 2011 and 2012. In the same way, the exponential decay function fitted with the decrease of the decomposition time of the C and N release from the mass decomposition of green corn straw. However, the residual green corn straw under cherry tomato with different legumes in an intercropping system did not increase the straw decomposition rate and the C and N release from straw decomposition. The 13C decreased and the 15N tended to increase in the green corn straw during the decomposition time. The total C and N content and the C and N stock of the soil increased over the years, especially in 2013. The soil C:N ratio also increased over the year, the C accumulated was higher than the N accumulated, increasing the N immobilization in the system. The soil organic matter reduced over the years, although the total C and N increased, suggesting that the organic C and N decreased, and the inorganic C and N increased in the soil. This agricultural system reduced the soil fertility, although the N and C total stock in the soil increased over the year. Furthermore, it showed high profitability under the conditions in which this study was conducted.
Title in Portuguese
Transferência de nitrogênio no cultivo intercalar de minitomateiro orgânico e leguminosas em sucessão ao milho-verde
Keywords in Portuguese
Abundância natural de 15N
Adubação verde
Agricultura orgânica
Fertilidade do solo
Fixação biológica de nitrogênio
Abstract in Portuguese
O objetivo principal foi avaliar a transferência de N de diferentes leguminosas (Fabaceae) para o minitomateiro em sistema de consórcio sobre a palha residual do milho-verde utilizando o método de abundância natural 15N. Também foi avaliado a produtividade e o teor de nutrientes das plantas, fertilidade do solo e o custo e a rentabilidade desse sistema orgânico. O desenho experimental foi de blocos ao acaso com cinco repetições e oitos tratamentos: minitomateiro solteiro com palha residual de milho verde, minitomateiro solteiro sem palha, minitomateiro em consórcio com feijão-de-porco, crotalária-juncea, mucuna-anã, feijão-mungo, tremoço-branco, feijão-caupí, em dois anos consecutivos. Em 2011, o número e peso total de frutos comerciais de minitomateiro foram 70%-80% maior que em 2012, e o número de frutos danificados foi 12% menor em 2011 do que em 2012. Os diferentes tratamentos não afetaram a produtividade do milho no ano de 2012 e 2013. Não houve diferença entre a fixação biológica de nitrogênio (FBN) entre os legumes aos 100 dias após a semeadura, independente do ano. A FBN foi responsável por mais da metade do N acumulado pelas leguminosas. O N das leguminosas foi transferido para o minitomateiro em proporções similares, e as folhas e frutos do minitomateiro receberam mais N transferido que os brotos. A transferências de N aumentou com o crescimento e desenvolvimento do minitomateiro. A leguminosa em consórcio com o minitomateiro cultivado em sucessão ao milho verde não foi suficiente para suprir a demanda de N do milho. Em relação a palha de milho, a função exponencial decrescente simples ajustou-se com a redução do tempo de decomposição para a matéria seca remanescente da palha em 2011 e 2012. Assim como, a função exponencial decrescente simples ajustou-se com a redução do tempo de decomposição para a liberação de N e C da massa de decomposição da palha de milho. A palha de milho sobre o consórcio de minitomateiro e leguminosas (fonte de N) não aumentou a taxa de decomposição e a liberação de C e N da decomposição da palha. O 13C diminuiu e o 15N teve uma tendência a aumentar na palha de milho durante o tempo de decomposição. A concentração total de C e N e o estoque de C - no solo aumentou com os anos, especialmente em 2013. A relação C: N do solo também aumentou com os anos, sendo que o C acumulado foi maior que o N acumulado no solo, ou seja, houve um aumento da imobilização de N no sistema. A matéria orgânica do solo reduziu com os anos, apesar do estoque de C e N terem aumentado, sugerindo que o C e N orgânico diminuíram e o C e N inorgânico aumentaram no solo. Este sistema agrícola reduziu a fertilidade do solo, apesar do estoque de N e C no solo aumentarem com os anos. Além disso, ele apresentou alta rentabilidade sob as condições em que o estudo foi conduzido.
 
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Publishing Date
2022-10-24
 
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