Nitrogen and sulfur rates for a Signal grass pasture recovery: forage aboveground and roots, and soil fertility attributes

A adubação tem sido fundamental para a implantação, manutenção e recuperação de pastagens, enquanto o suprimento de enxofre pode estar sendo inadequado para gramíneas que recebem altas doses de nitrogênio. Objetivou-se avaliar os efeitos das combinações de doses de nitrogênio e de enxofre em pastagem de capim-braquiária (Brachiaria decumbens) em degradação, quanto aos atributos produtivos, morfológicos, fisiológicos e nutricionais das plantas e de fertilidade em quatro profundidades do solo. O experimento foi desenvolvido em pastagem de capimbraquiária, estabelecida há mais de oito anos em solo classificado como Neossolo Quartzarênico e em degradação. Cinco doses de nitrogênio (0; 150; 300; 450 e 600 kg ha-1 ano-1) e cinco doses de enxofre (0; 15; 30; 45 e 60 kg ha-1 ano-1) foram combinadas em um fatorial 5x5 fracionado, em blocos ao acaso, com três repetições. O nitrogênio e o enxofre foram fornecidos como nitrato de amônio e gesso, respectivamente, e as doses foram parceladas em três vezes no período chuvoso. As avaliações no experimento ocorreram em intervalos predeterminados de 35 dias no período chuvoso e de 56 dias no período seco, em dois anos consecutivos. As amostragens das plantas ocorreram no interior de um retângulo de madeira de 1,00 m x 0,25 m e o corte do capim foi realizado à altura de 5 cm da superfície do solo. As amostras de raízes foram coletadas por meio de trado de 4 cm de diâmetro, nas profundidades de 0-10; 10-20; 20-30 e 30-40 cm do solo. Foram determinadas a massa seca de forragem, massa seca de raízes, comprimento e superfície radicular, concentrações de nitrogênio (N) e de enxofre (S) nas folhas diagnósticas (LR) e nas raízes, relação N:S nas LR, valor SPAD e o índice de área foliar (IAF). As combinações de doses de nitrogênio e de enxofre promoveram a recuperação da produtividade do capim-braquiária no primeiro período chuvoso e no primeiro ano, enquanto a adubação nitrogenada foi responsável pelo aumento da massa de forragem nos dois períodos secos, no segundo período chuvoso e no segundo ano de experimento. As doses de nitrogênio aumentaram o IAF e a concentração de nitrogênio nas LR em todas as avaliações do capim-braquiária. Os valores SPAD aumentaram com as doses de nitrogênio e de enxofre nos dois anos de avaliação da pastagem. A não-aplicação de enxofre na adubação resultou em deficiência desse nutriente na gramínea, mostrada pelas baixas concentrações do nutriente e elevadas relações N:S nas LR. As doses de nitrogênio e de enxofre foram responsáveis por alterações nas raízes, em termos de massa seca, comprimento, superfície e concentração desses dois nutrientes. A aplicação de doses elevadas de nitrogênio proporcionou aumentos nos teores de matéria orgânica, nitrato e amônio no solo, com os teores de amônio sendo mais elevados que os de nitrato, e reduções no pH, teor de nitrogênio total e bases trocáveis do solo. Incrementos nos teores de sulfato, amônio, e potássio e cálcio trocáveis no solo foram obtidos com as doses de enxofre.Fertilizer application has been essential to pastures establishment, maintenance and recovery, whereas sulfur supply may be inadequate for grasses receiving high nitrogen rates. The objectives were to study the effects of combined nitrogen and sulfur rates in a degrading Signal grass (Brachiaria decumbens) pasture, by evaluating productive, morphological, physiological, nutritional attributes in plants and on soil fertility attributes at four depths. The experiment was carried out in a degrading Signal grass pasture, which was over eight years established in an Entisol. Five nitrogen rates (0; 150; 300; 450 and 600 kg ha-1 year-1) and five sulfur rates (0; 15; 30; 45 and 60 kg ha-1 year-1) were combined in a 5x5 fractionated factorial in a randomized block design, with three replications. Nitrogen was supplied as ammonium nitrate and sulfur as gypsum, and the rates were split into three times in the rainy season. The evaluations in the field occurred at predetermined intervals of 35 days during the rainy season and 65 days in the dry season, in two consecutive years. Plants sampling were done within a 1.00 m x 0.25 m wood rectangle and the cut height was at 5 cm from the soil surface. Roots were collected with a 4 cm diameter auger, at 0-10; 10-20; 20-30 and 30-40 cm soil depths. Measurements were carried on forage dry mass, roots dry mass, roots length and surface, nitrogen (N) and sulfur (S) concentrations in diagnostic leaves (DL) and roots, N:S ratio in DL, SPAD readings and leaf area index (LAI). Nitrogen and sulfur combinations promoted the recovery in Signal grass productivity in the first rainy season and first year of experimentation, and nitrogen fertilization resulted in increases in the forage dry mass in the two dry periods, in the second rainy season and second year. Nitrogen rates increased the LAI and the nitrogen concentration in DL in all Signal grass evaluations. SPAD values were increased with nitrogen and sulfur rates in the two years of pasture evaluations. Sulfur non-application resulted in sulfur deficiency in the grass, which was demonstrated by both low sulfur concentration and high N:S ratio in DL. Changes in the roots were verified with nitrogen and sulfur applications, and occurred in dry mass, length, area and concentration of these two nutrients. Applications of high nitrogen rates increased organic matter content, nitrate and ammonium concentrations in the soil, and decreased pH, total nitrogen concentration and sum of exchangeable bases in the soil. Concentration of ammonium was higher than nitrate in the soil. Increases in sulfate, ammonium, and exchangeable potassium and calcium were found with increasing sulfur rates