Nitrogen fixation by groundnut and velvet bean and residual benefit to a subsequent maize crop Fixação de nitrogênio por amendoim e mucuna e benefício residual para uma cultura de milho

Chemical fertilisers are rarely avaiable to poor farmers, for whom the nitrogen (N) is often the most limiting element for cereal grain production. The objective of this study was to quantify the contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to groundnut (Arachis hypogaea) and velvet bean (Mucuna pruriens) crops using the 15N natural abundance (delta15N) technique and to determine their residual effect and that of a natural fallow, on growth and N accumulation by two rustic maize varieties. The contribution of BNF calculated from delta15N data was 40.9, 59.6 and 30.9 kg ha-1, for groundnut, velvet bean and the natural fallow, respectively. The only legume grain harvested was from the groundnut, which yielded approximately 1.000 kg ha-1. The subsequent maize varieties ("Sol de Manhã" and "Caiana Sobralha") yielded between 1.958 and 2.971 kg ha-1, and were higher after velvet bean for both maize varieties and "Sol da Manhã" groundnut, followed by "Caiana" after groundnut and, finally, the natural fallow. For a small-holder producer the most attractive system is the groundnut followed by maize, as, in this treatment, both groundnut and maize grain harvest are possible. However, a simple N balance calculation indicated that the groundnut-maize sequence would, in the long term, deplete soil N reserves, while the velvet bean-maize sequence would lead to a build up of soil nitrogen.Fertilizantes químicos raramente estão disponíveis aos agricultores com poucos recursos econômicos, e assim o N é, freqüentemente, um elemento mais limitante para a produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi quantificar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) às culturas de amendoim (Arachis hypogaea) e mucuna (Mucuna pruriens), por meio da técnica de abundância natural de 15N e determinar o efeito residual das leguminosas e do pousio sobre o crescimento e acumulação de N em duas variedades de milho. A contribuição da FBN calculada a partir dos dados de delta15N, foi de 40,9, 59,6 e 30,9 kg ha-1, respectivamente, para amendoim, mucuna e o pousio. A única leguminosa de grão colhida foi amendoim que produziu aproximadamente 1,000 kg ha-1. A produtividade da cultura de milho (variedades Caiana e Sol da Manhã) variou de 1,958 a 2,971 kg ha-1 de grãos, sendo mais alta após mucuna em ambas as variedades de milho e após amendoim na Sol da Manhã, seguida por Caiana após amendoim e por último o pousio normal. Para pequenos agricultores o sistema mais atrativo é o que inclui amendoim seguido pelo milho, uma vez que duas colheitas de grãos são possíveis. Contudo, o cálculo do balanço de N indicou que a seqüência amendoim-milho diminuiria, a longo-prazo, a reserva de N do solo, enquanto a seqüência mucuna-milho ajudaria a aumentar a reserva de N do solo