Availability of nitrogen in soil and productivity of sugarcane in function of crop rotation

A adoção da rotação de culturas com leguminosas em áreas de implantação e reforma de canaviais é uma estratégia promissora para recuperação e manutenção da fertilidade do solo, e tem potencial no aproveitamento do N para as soqueiras. A análise mais detalhada do comportamento do N no solo durante o ano agrícola e dos parâmetros de produção em locais que possuem solo e clima contrastantes, permitem aprimorar o manejo da adubação nitrogenada da cana-de-açúcar. As hipóteses deste trabalho são (1) a rotação de culturas irá aumentar a disponibilidade de N no solo, a qual suprirá parte da demanda do N das soqueiras subsequentes e (2) a rotação de culturas promoverá redução da resposta das soqueiras à adubação nitrogenada. Objetivou-se avaliar o efeito da rotação de culturas nas transformações do N no solo (N mineral, N-ISNT e N e C da biomassa microbiana) e na produtividade da primeira soqueira. Os experimentos foram instalados em quatro regiões representativas de cultivo de cana-de-açúcar na região Centro Sul do Brasil: Quatá/SP (Local A); Iracemápolis/SP (Local B); Chapadão do Céu/GO (Local C) e Quirinópolis/GO (Local D). Em cada local, foi instalado um experimento em esquema de parcelas subdivididas no delineamento blocos ao acaso com quatro repetições, em áreas submetidas (com rotação) ou não (sem rotação) ao plantio de leguminosa do gênero crotalária. Após a colheita da cana planta, foram implantados os seguintes tratamentos: 60, 120 e 180 kg ha-1 de N e um controle (sem N), aplicados superficialmente sobre a palhada. Foram realizadas três amostragens para determinação do conteúdo de N mineral, N-ISNT e C e N da biomassa microbiana. Entre 150 a 180 dias após a colheita da cana-planta, foram realizadas avaliações de perfilhamento e índice SPAD. Na colheita, avaliou-se matéria seca da parte aérea, produtividade e atributos tecnológicos. Os resultados demonstraram que a mineralização dos resíduos da crotalária influenciaram a dinâmica do C e N e os reservatórios de N no perfil do solo ao longo do ciclo da primeira soqueira, com destaque para o solo de textura média (Local A). Apesar da rotação de culturas ter modificado o conteúdo de N mineral, N-ISNT, e aumentado o perfilhamento e índice SPAD no local A, somente nos solos argilosos (Locais C e D), a rotação aumentou a produtividade da soqueira. A hipótese de que a rotação de culturas reduz a demanda de fertilizantes nitrogenados não foi aceita; houve resposta à adubação nitrogenada nos quatro locais, independentemente da rotação de culturas. Porém, a rotação demonstrou potencial em aumentar a produção de biomassa com manutenção da dose de N. Esta pesquisa demonstrou a viabilidade de rotação de culturas em solos argilosos com elevado conteúdo de C e N total, com potencial de aumentar a produtividade do canavial, porém sem reduzir a demanda de adubação nitrogenada.The adoption of crop rotation with sugarcane is a promising strategy for the recovery and maintenance of soil fertility, and it shows potential in the use of N to the sugarcane ratoon. A more detailed analysis of the transformations N in soil during the agricultural year and production parameters in sites that have contrasting soil texture and climate, allows to improve management of N fertilization for sugarcane. The hypothesis of this work are (1) crop rotation will increase soil N availability, which will satisfy part of N requirements of sugarcane ratoon and (2) crop rotation will reduce the sugarcane ratoon response to N fertilization. The objective was to evaluate the effects of sunn hemp rotation in the transformations of N in soil (mineral N content, ISNT-N and microbial biomass C and N) and sugarcane ratoon yield. The field trials were installed in four representative regions of cultivation of sugarcane in Brazil: Quatá/SP (Site A); Iracemápolis/SP (Site B); Chapadão do Céu/GO (Site C) e Quirinópolis/GO (Site D). At each site, a field trial was installed in split plot in a randomized block experimental design with four replications, in areas sowed (rotation) and not sowed (no rotation) with sunn hemp. After the harvest of cane-plant, the following treatments were applied: 60, 120 and 180 kg ha-1 of N and a control (without N) over the straw. Three sampling were performed to determine the soil inorganic N content, ISNT-N, C and N of microbial biomass. Between 150 to 180 days after the harvest of the cane-plant, tillering was counted and SPAD index was measured. At harvest of the sugarcane ratoon, biometric parameters, yield and quality parameters were evaluated. The results showed that mineralization of residues of sunn hemp influenced the dynamics of C and N and N content in the soil profile throughout the cycle of the sugarcane ratoon, with emphasis on medium-textured soil (Site A). Despite crop rotation has modified mineral N stocks, ISNT-N, and increased tillering and SPAD index in site A, crop rotation only increased the sugarcane ratoon yield on clay soils (Sites C and D). The hypothesis that crop rotation reduces N-fertilizer requirement was not accepted; there was response to N fertilization in four sites, regardless of crop rotation. However, the rotation showed potential in increase biomass production with maintenance of N rate. This research demonstrated the viability of crop rotation in clay soils with high total C and N content, with potential to increase sugarcane yield, but without reducing N-fertilizer requirement