Nitrogen transformations in soil-plant system after herbicide application

A utilização de herbicidas pode modificar a dinâmica do nitrogênio nos agroecossistemas e, como consequência, a disponibilidade do nutriente às plantas e microrganismos. Estas mudanças podem ocorrer devido às alterações fisiológicas ocasionadas nas plantas e/ou devido ao efeito dos herbicidas na atividade e composição da comunidade microbiana do solo, a qual tem funções importantes nas transformações do N no sistema. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho de tese: 1- avaliar as perdas de nitrogênio do sistema solo-planta, sem distinção às vias de saída, após a aplicação de herbicidas em Pennicetum glaucum, Avena strigosa e Brachiaria ruziziensis; 2- avaliar a concentração de NH4 + na planta, a emissão de NH3 via foliar e a volatilização de NH3 pelo solo após aplicação de glyphosate em B. decumbens; 3 avaliar a exsudação de compostos nitrogenados por B. decumbens após aplicação dos herbicidas glyphosate, glufosinato de amônio e paraquat; e 4 avaliar a mineralização do N da palha de P. glaucum e A. strigosa dessecados com herbicidas e o aproveitamento do N proveniente da palha por plantas de milho. O herbicida glyphosate aumentou a concentração de NH4 + em plantas de B. decumbens e, como consequência, a emissão de NH3 via foliar em duas espécies de plantas do gênero Brachiaria. A volatilização de NH3 pelo solo não foi afetada pela utilização do herbicida glyphosate. As perdas de N do sistema solo-planta foram maiores após aplicação dos herbicidas glyphosate e glufosinato de amônio em P. glaucum, B. decumbens e B. ruziziensis. No entanto, em A. strigosa as perdas não foram afetadas por estas moléculas. Os herbicidas glyphosate e glufosinato de amônio modificaram a partição do N nas espécies estudadas, ocorrendo redução no conteúdo de N nas folhas. As perdas de N do sistema e a partição do N nas plantas não foram afetadas pelo herbicida paraquat, aplicado em B. ruziziensis e A. strigosa. A exsudação de compostos nitrogenados foi maior após aplicação dos herbicidas glyphosate, glufosinato de amônio e paraquat em B. decumbens. A mineralização do N de resíduos culturais de P. glaucum e A. strigosa foi reduzida pela dessecação destas espécies com os herbicidas glyphosate e glufosinato, sendo observado menor conteúdo de N proveniente do fertilizante no milho cultivado em solo com palha proveniente de plantas dessecadas. No entanto, a massa seca de grãos e das plantas de milho não foram afetadas pela utilização de herbicidas na dessecação das espécies utilizadas como cobertura. O carbono da biomassa microbiana e a conversão de amônio em nitrato foram menores no solo com palha de P. glaucum dessecado com herbicidas em relação à testemunha. Com base nos resultados obtidos neste trabalho de tese, conclui-se que os herbicidas glyphosate, glufosinato de amônio e paraquat podem afetar a dinâmica do N nos agroecossistemas, reduzindo a disponibilidade de N às plantas. Estes resultados apontam a necessidade de desenvolvimento de novas pesquisas, visando conhecer a real magnitude dos impactos causados pelo uso de herbicidas nos processos relacionados ao ciclo do nitrogênio. As informações obtidas neste trabalho de tese e pesquisas futuras relacionadas ao tema podem ser úteis para elaboração de estratégias de manejo que aumentem o aproveitamento do N pelas culturas e reduzam o impacto ambiental ocasionado pelo uso de fertilizantes e herbicidas.Herbicide adoption might modify nitrogen dynamics in agroecossystems and, for consequence, nutrient availability for plants and microorganisms. These modifications may occur because of plant physiologic changes and/or due to herbicide effects on activity and composition of soil microbial community, which has important functions on system N modifications. In this context, thesis was developed with the following objectives: 1- Evaluating nitrogen losses in soilplant system, with no distinction to exit ways, after herbicide application in Pennicetum glaucum, Avena strigosa and Brachiaria ruziziensis; 2 Evaluating NH4 + plant concentration, NH3 emission by leaves and soil NH3 volatilization after herbicide application in B. decumbens; 3- Evaluating nitrogen compounds exudation by B. decumbens after the application of the herbicides glyphosate, ammonium-glufosinate or paraquat; and 4- Evaluating nitrogen mineralization of P. glaucum e B. decumbens straw previously desiccated with herbicides and N-straw usefulness by corn plants. Glyphosate increased NH4 + concentration in plants of B. decumbens and, by consequence, NH3 leaf emission in two plant species of Brachiaria genus. Ammonia volatilization from soil was not affected by application of the herbicide glyphosate. Nitrogen losses of the soil-plant system were larger after glyphosate and ammonium-glufosinate application on P. glaucum, B. decumbens and B. ruziziensis. However, for A. strigosa, the losses were not affected by herbicide application. The herbicides glyphosate and ammonium-glufosinate modified species N partition, reducing N amount in leaves. System nitrogen losses and N plant partition were not affected by the herbicide paraquat, applied on B. ruziziensis and A. strigosa. Nitrogen compounds exudation was higher after application of the herbicides glyphosate, ammonium-glufosinate or paraquat on B. decumbens. Nitrogen mineralization from crop residues of P. glaucum e A. strigosa was reduced by crop desiccation with the herbicides glyphosate and ammonium-glufosinate, being observed smaller N-fertilizer amount in corn grown in soil with straw of these covering crops. Thus, kernel dry mass and whole plant dry mass were not affected by herbicide application for P. glaucum e A. strigosa desiccation. Microbial biomass carbon and ammonium-nitrate conversion were smaller in soil covered with P. glaucum straw previously desiccated with herbicides when compared to the check. Based on the results reached in this thesis, one could conclude that glyphosate, ammonium-glufosinate and paraquat may affect nitrogen dynamics at agroecossystems, reducing N availability for crops. These results indicate the necessity for developing new researches, aiming to know the real magnitude of the impacts caused by herbicides in the processes of nitrogen cycle. The information obtained in the work and in future researches related to the theme might be useful for creating management strategies that increase N crop usefulness and reduce environmental impact caused by herbicide and fertilizer adoption