ABSTRACT The accessibility of soil P reserves by plants on highly weathered Brazilian soils remains unclear. In this study, we assessed the contribution of soil P fractions to P uptake by soybean plants in two no-till Oxisols (Latossolos), with low and high initial content of available P. The recommended P rates (viz., 153 and 50 kg ha-1 yr-1 in the low-P and high-P soil, respectively) were applied in the form of triple superphosphate (TSP) or Bayovar rock phosphate (BRP) plus a treatment without fertilizer. Yields of winter cereals and soybean on the studied soils were examined over a period of three years. Soil samples were collected in the 0.00-0.10 m soil layer and subjected to sequential chemical fractionation of P. In the last crop season, the P content of soybean shoot biomass was determined. Soil P fractions and P content of soybean shoots were subjected to path analysis. The addition BRP in the low-P soil resulted in a winter cereal yield of 2.0 Mg ha-1 lower than TSP. In the scenario of high P, it is possible to maintain high crop yields even without phosphate fertilization for three consecutive years. Path analyses demonstrated the addition of P using either TSP or BRP boosted the contribution of the more labile inorganic P fractions. The addition of BRP should be avoided in P-deficient soils. The addition TSP or BRP reduces the pressure of plants to use soil P reserves. Therefore, the soil P legacy should be considered in fertilization recommendations for high-P soils in NT.

ABSTRACT High winter cereal yields depend on an adequate supply of nitrogen (N). We developed a system for indicating N rates for wheat and barley in the South-Central region of the state of Paraná, Brazil, using results of 72 field experiments conducted from 2007 to 2012. The N rates recommended for winter cereals were estimated to supply the amounts of N fertilizer needed to obtain increasing yields (<3.5, 3.5-4.5, 4.5-5.5, and >5.5 Mg ha-1) of crops grown after soybean and corn on soils with a variable organic matter content (<40, 40-60, and >60 g dm-3). The apparent mineralization rate of soil N was estimated to be 1 % and the N fertilization efficiency 50 %. The N rates recommended for wheat ranged from 30 to 150 kg ha-1 when cultivated after soybean, and from 30 to 170 kg ha-1 after corn. The N rates for barley ranged from 30 to 120 kg ha-1 when grown after soybean, and from 30 to 130 kg ha-1 after corn. These N rates are consistent with those indicated by the Soil Fertility Commission for the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina (CQFS-RS/SC, 2016), and also with the rates of maximum economic efficiency estimated in our study. The proposed N rate recommendation system can be used by agricultural technicians and producers to manage N fertilization of wheat and barley in the South-Central region of Paraná, Brazil.

ABSTRACT Changes in soil physical properties due to different management systems occur slowly, and long-term studies are needed to assess soil quality. The objectives of this study were to evaluate the effects of soil management systems and liming methods on the physical properties of a Latossolo Bruno Alumínico típico (Hapludox). A long-term experiment that began in 1978 with conventional and no-tillage systems was assessed. In addition, different liming methods (no lime, incorporated lime, and lime on the soil surface) have been applied since 1987 and were also evaluated in this study. Moreover, an area of native forest was evaluated and considered a reference for the natural condition of the soil. Soil physical properties were evaluated in layers to a depth of 1.00 m. Compared to native forest, the conventional tillage and no-tillage systems had higher soil bulk density, penetration resistance, and microporosity, and lower aggregate stability and macroporosity. Compared to the conventional tillage system, long-term no-tillage improved the structure of the Hapludox, as evidenced by increased microporosity and aggregate stability, especially in the soil surface layer. In no-tillage with lime applications sporadically incorporated, soil physical properties did not differ from no-tillage without lime and with lime applied on the soil surface, indicating that this practice maintains the physical quality of soil under no-tillage. Liming in a conventional tillage system improved soil aggregation and reduces penetration resistance in the soil layers near the soil surface. No-tillage was the main practice related to improvement of soil physical quality, and liming methods did not influence soil physical properties in this soil management system.

ABSTRACT In no-tillage (NT) systems, there is no plowed layer since the soil is not tilled. Thus, the soil layer for fertility evaluation can be defined as the one in which the fertility indices are affected by the surface application of lime and fertilizers and soil properties have the closest relationship with crop yields. The objective of this study was to determine the most appropriate soil layer under long-term NT for sampling for fertility evaluation in the South-Central region of Paraná, Brazil. A total of 99 field experiments of crop rotations were performed, including soybean, corn, barley, wheat, and white oat, all on Oxisols (Hapludox). Despite the surface application, lime and fertilizers increased base saturation (V) and available K to a depth of 0.20 m. The relationship with crop yields was high for V and low for available K for both soil layers (0.00-0.10 and 0.00-0.20 m); for P, however, the relationships with soybean and corn yields were strongest in the 0.00-0.20 m layer. Thus, considering the soil layer fertilized by the surface application of lime and potassium fertilizers and the highest relationship of soil P contents with the yield of the main crops of the crop rotation, the 0.00-0.20 m layer is the most appropriate for soil fertility evaluation under long-term no-tillage systems.

ABSTRACT Fertilization programs for annual crops in the state of Paraná, southern Brazil, are based on studies that focused on conventional tillage and were established more than 30 years ago. The primary purpose of this study was to assess potassium (K) fertilization on long-term (>30 years) no-tillage soybean, corn, wheat, and barley crops grown in rotation on Oxisols in the central-southern region of Paraná. A total of 47 experiments were carried out from 2008 to 2013, three of which addressed K calibration and the other 44, crop response to K fertilization. Critical K soil-test value and interpretation classes were established from the ratio between relative crop yield [RY = (yield without K/max yield) × 100] and soil K levels. Winter cereals were found to be more demanding of K than were soybean and corn; also, the former governed critical K soil-test value for crop rotation: 0.23 cmolc dm-3 in the 0.00-0.20 m soil layer. Recommended fertilization rates for soils in the low and medium soil K levels were established by using the build-up approach for soil correction; and those for the high and very high soil K levels were established by removing K at harvest and assessing economic return in crop response experiments. The K rates calculated for the high yield classes exceeded those currently recommended for use in Paraná.

O Estado do Paraná não dispõe de um sistema de recomendação de adubação para rotação de culturas em plantio direto (PD). Em razão disso, utiliza indicações geradas para culturas individuais há mais de 30 anos e em preparo convencional. Este estudo teve como objetivo consolidar a calibração de P e avaliar a resposta das culturas à adubação fosfatada, visando à proposição de um sistema de indicações técnicas para a adubação fosfatada das culturas da soja, do milho, do trigo e da cevada cultivadas em sistema de rotação em Latossolos com longo histórico de PD (>30 anos) na região centro-sul do Paraná, que se caracteriza por possuir alto potencial produtivo. Três experimentos de calibração foram conduzidos de 2008 a 2013 e consistiram na criação de níveis de P pela aplicação de doses a lanço de até 640 kg ha-1 de P2O5. Quarenta e quatro experimentos de resposta a P foram conduzidos entre as safras de 2011 a 2012/13, tendo como foco avaliar a resposta das culturas a P em solos com distinta disponibilidade do nutriente. Os rendimentos relativos [RR = (rendimento sem P/rendimento máximo) × 100] das culturas e os teores de P no solo (Mehlich-1) foram relacionados, obtendo-se os teores críticos e as classes de disponibilidade de P no solo. Para a estimativa das doses nas classes de disponibilidade Baixa e Média, foram utilizadas as curvas de resposta à adubação de P, seguindo a filosofia de suficiência (adubação de cultura). Nas classes de disponibilidade Alta e Muito Alta, as doses foram com base na exportação pelos grãos. Os cereais de inverno se evidenciaram mais exigentes e determinaram o teor crítico de P de 8 mg dm-3 para a rotação de culturas, considerando a camada de 0-20 cm. As doses de P indicadas para soja, milho, trigo e cevada em solos em PD de longa duração são superiores às de adubação atualmente indicadas no PR, o que, ao menos em parte, justificam-se pelas altas produtividades das culturas e alta capacidade de retenção de P dos solos da região. Embora adotada a filosofia de suficiência/adubação de cultura para a indicação das doses de adubação fosfatada em solos abaixo do teor crítico, estima-se que as doses estipuladas para as culturas elevem o teor de P no solo ao teor crítico após um ciclo da rotação de culturas (três anos).

Although the State of Parana, Brazil, has adopted crop rotation and no-till (NT) systems, fertilizer application is still based on recommendations developed more than 30 years ago for monocropping under conventional tillage because fertilizer recommendations developed specifically for crop rotation under NT are lacking. The objective of our study was to consolidate P calibration and evaluate crop responses to P fertilization so as to propose a system of technical recommendations for P fertilization for soybean, maize, wheat, and barley grown in a crop rotation system in Oxisols under long-term (>30 years) NT systems in the high yield potential South-Central region of Parana. Three calibration trials were conducted from 2008 to 2013, consisting of P broadcast application rates of up to 640 kg ha-1 P2O5. Forty-four P fertilization trials were carried out over the 2011-2012/13 growing seasons to evaluate yield response to P fertilization rates in Oxisols with different levels of P availability. Relative crop yield [RR = (yield without P/maximum yield) × 100] and soil P availability (Mehlich-1) were compared to obtain P critical levels and generate soil P availability classes based on crop response. For soils in the Low and Medium availability classes, recommended P fertilizer application rates were based on the yield response curve following the nutrient sufficiency approach. For soils in the High and Very High availability classes, P fertilizer recommendations were based on P removal through grain harvest. The winter cereal crops were more demanding to achieve maximum yields - the soil critical P level for the crop rotation system was determined at 8 mg dm-3 based on the requirement of these crops, considering the 0-20 cm soil layer. The recommended P fertilization rates for soybean, maize, wheat, and barley in Oxisols under long-term NT developed in our study are higher than the current P fertilization rates used in Parana, which is explained in part by the high crop yields and high P adsorption capacity of soils in the region. Although the nutrient sufficiency approach was used to determine P fertilization rates in the soils below the critical level, it is estimated that the P rates recommended for the crops will raise soil P availability above the critical level after a full crop-rotation cycle (3 years).

Os resíduos culturais na superfície de solos em plantio direto (PD) podem intensificar a volatilização de amônia, quando da aplicação dos fertilizantes nitrogenados em sistemas de produção de cereais. Este estudo visou avaliar a magnitude das perdas de N por volatilização, quando da aplicação superficial de ureia nas culturas do trigo e do milho, em Latossolo Bruno em PD, no centro-sul do Paraná. Adicionalmente, avaliou-se o potencial de fontes alternativas de N (ureia com inibidor de urease, fertilizante líquido, nitrato de amônio e sulfato de amônio) e de variantes no manejo da ureia (fertilizante aplicado pela manhã ou à tarde) em reduzir as perdas de amônia por volatilização. Dois experimentos foram conduzidos, por dois anos, com as culturas do trigo (Triticum aestivum L.) e milho (Zea mays L.), seguindo um delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. As perdas de N por volatilização de amônia foram avaliadas utilizando-se um coletor semiaberto estático, no período de até 21 dias após a aplicação dos fertilizantes. No inverno, as perdas foram baixas para todas as fontes nitrogenadas (<5,5 % N aplicado) em razão das baixas temperaturas e independentes do regime de chuvas. No verão, as taxas de volatilização de amônia, quando da aplicação superficial de ureia, mantiveram-se inferiores a 15 % do N aplicado e foram dependentes da ocorrência de chuvas nos primeiros cinco dias após a aplicação do fertilizante. A utilização de ureia com inibidor de urease, nitrato e sulfato de amônio foi eficiente na redução das perdas de N por volatilização na cultura do milho, enquanto o horário de aplicação (manhã ou tarde) não teve influência.

Crop residues on the soil surface of no-till systems can intensify ammonia volatilization from N fertilizers applied to cereal crops. This study assessed the magnitude of N losses through ammonia volatilization from urea applied to no-till winter (wheat) and summer crops (maize) on a Typic Hapludox in the south-central region of Paraná, southern Brazil. In addition, the potential of alternative N sources (urea with urease inhibitor, liquid fertilizer, ammonium nitrate and ammonium sulfate) and different urea managements (fertilizer applied in the morning or afternoon) were evaluated. Two experiments with maize and wheat were carried out for two years, arranged in a randomized block design with four replications. Nitrogen volatilization losses were assessed with a semi-open static collector until 21 days after fertilization. In winter, the losses were low (<5.5 % of applied N) for all N sources, which were not distinguishable, due to the low temperatures. In the summer, volatilization rates from urea were higher than in the winter, but did not exceed 15 % of applied N. The main factor decreasing N losses in the summer was the occurrence of rainfall in the first five days after fertilization. Urea with urease inhibitor, nitrate and ammonium sulfate were efficient to decrease ammonia volatilization in maize, whereas the application time (morning or afternoon) had no influence.

A adoção do plantio direto (PD) em substituição ao preparo convencional promove alterações na dinâmica de nutrientes e na acidez no solo, podendo influenciar as relações solo-planta e, portanto, os critérios de manejo da fertilidade do solo. Este estudo teve como objetivo determinar os critérios de recomendação de calagem e os teores críticos de fósforo (P) e potássio (K) para o sistema de rotação de culturas envolvendo soja, milho, trigo, cevada e aveia branca, amplamente adotado na região Centro-Sul do Paraná. O estudo foi com base em 13 experimentos de campo conduzidos em Latossolos Brunos em longo prazo em PD (>15 anos), nos municípios de Guarapuava, Pinhão e Candói. Desses, cinco envolveram calagem e oito adubação de P e K. Em amostras de solo das camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m, foi determinado o pH (CaCl2) e calculada a saturação por bases (V%) nos experimentos de calagem e os teores de P e K disponível (Mehlich-1) nos experimentos de adubação. O método dos quadrantes foi utilizado para determinar os critérios de recomendação de calagem; e o nível crítico de pH e V% consistiu no valor em que, acima do qual, as culturas apresentaram rendimento relativo (RR) superior a 90 % e nunca inferior a 80 %. A relação entre os teores de P e K e os valores de RR foi verificada pela equação de Mitscherlich, sendo o teor crítico aquele correspondente ao RR de 90 %. Os resultados indicaram que os níveis críticos relacionados à acidez e disponibilidade de P e K foram maiores para a camada de 0-0,10 m do que para a de 0-0,20 m. A cultura da soja foi mais sensível à acidez do solo, enquanto os cereais de inverno foram mais exigentes em P e K. Tomando-se como referência as culturas mais restritivas do sistema de rotação e a camada de 0-0,20 m, os níveis críticos para calagem foram pH (CaCl2) de 4,9 e saturação por bases de 60 %, enquanto os teores críticos para adubação foram 8 mg dm-3 de P e 0,30 cmol c dm-3 de K para Latossolos cultivados no longo prazo em sistema PD na região Centro-Sul do Paraná.

When conventional tillage is replaced by no-tillage (NT) changes occur in the dynamics of soil nutrients and acidity, which may influence the soil-plant relationships and consequently, the criteria for soil fertility management. This study determined the criteria for liming as well as the soil critical levels for P and K in a crop rotation of soybean, maize, wheat, barley, and white oat, widely used in the South-Central region of the State of Parana, in Southern Brazil. The study involved 13 field experiments on Hapludox soils under long-term no-tillage (>15 years) in Guarapuava, Pinhão and Candói; five of the experiments were related to liming and eight to P and K fertilization. In soil samples from the layers 0-0.10 and 0.10-0.20 m, of the liming studies, CaCl2-pH and base saturation (V%) were quantified and available P and K (Mehlich-1) in the samples from the fertilization. The quadrant method was used to determine the liming criteria; the critical levels for pH and base saturation were based on values that ensured relative crop yields above 90 % and never below 80 %. The ratio between the soil P and K levels and the relative crop yields could be represented by the Mitscherlich equation, where the levels required for relative crop yields of 90 % represent the critical values. The results indicated that the critical levels of soil acidity and available P and K were higher in the 0-0.10 m than the 0-0.20 m layer. Soybean was most sensitive to soil acidity, while the winter cereals were most demanding in P and K. Based on the most restrictive crop in the rotation and 0-0.20 m soil layer as reference, the critical levels for liming were CaCl2-pH of 4.9 and base saturation of 60 %, while the critical levels of fertilization were 8.0 mg dm-3 for P and 0.30 cmol c dm-3 for K for Oxisoils under long-term no-tillage, in the South-Central Region of Paraná.

O sistema plantio direto (PD) intensifica as perdas de N da ureia por volatilização, em comparação ao preparo convencional (PC). O objetivo deste estudo foi avaliar a magnitude desse efeito nas condições de temperatura amena e primavera chuvosa da região Centro-Sul do Paraná, bem como avaliar a influência de diferentes plantas de cobertura invernais (aveia-branca e ervilhaca comum) nas perdas de amônia (NH3) em PD. O estudo sobre o efeito dos preparos de solo foi realizado em experimento de longa duração (28 anos), e a avaliação das plantas de cobertura foi feita em experimento implantado especificamente com esse fim em área em PD por longo período (> 15 anos). Em ambos os experimentos cultivou-se milho. A ureia foi aplicada nas doses de 0, 80 e 160 kg ha-1 de N em apenas uma aplicação no experimento de preparos, e nas doses de 0, 100 e 200 kg ha-1 de N, divididas em duas aplicações, no experimento de plantas de cobertura. A volatilização de amônia foi avaliada durante 20 dias após a aplicação da ureia, utilizando coletores semiabertos estáticos. A atividade da urease no solo foi avaliada em ambos os experimentos. As maiores taxas de perda de NH3 ocorreram nos cinco dias que sucederam à aplicação de ureia. As perdas acumuladas atingiram 18 % da dose aplicada no PD e 3 % no PC, e as maiores perdas no PD podem ser parcialmente relacionadas à maior atividade da urease na camada superficial do solo. A volatilização de amônia não foi alterada pelo tipo de planta de cobertura. O parcelamento da adubação nitrogenada em cobertura por si só não garante a diminuição das perdas de N por volatilização, a qual é relacionada à ocorrência de chuva no período imediatamente posterior à aplicação da ureia.

Nitrogen losses from urea by ammonia volatilization are higher from no-tillage than from conventional tillage. The objective of this study was to evaluate the magnitude of this process under cool and wet spring conditions in the South-Central region of the State of Paraná and to evaluate the influence of two winter cover crops (black oat and common vetch) on ammonia volatilization in no-tillage. The tillage systems were compared in a long-term tillage experiment (28 years) and the cover crops tested separately in a long-term (> 15 yr) no-tillage area. Maize was grown in both experiments. Urea was applied at rates of 0, 80 and 160 kg ha-1 N in a single application in the tillage experiment and at rates of 0, 100 and 200 kg ha-1 N, split in two applications, in the cover crop experiment. Volatilization of NH3 was measured for 20 days after urea application in a semi-open static system. Urease activity was evaluated in both experiments. The NH3 loss rates were highest 5 days after urea application. Cumulative ammonia losses reached 18% of the applied N in no-tillage and 3% in conventional tillage. The higher losses from no-tillage may be partially related to the greatest urease activity in the soil surface layer. Ammonia volatilization was not affected by cover crops. As an isolated practice, split surface N fertilization does not ensure a decrease of NH3 losses, which are primarily related to rain events immediately after urea application.

Visando estudar a influência de diferentes sistemas de manejo do solo com e sem calagem, sobre a colonização micorrízica radicular e a produção de micélio extrarradicular, por meio de técnica de análise multivariada, utilizou-se um experimento implantado em 1978, no município de Guarapuava, PR. A análise de componentes principais comprovou a existência de efeitos negativos do sistema de preparo convencional do solo sobre a colonização de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) do solo, principalmente em estruturas como arbúsculos e vesículas. A calagem apresentou benefícios para os parâmetros de colonização micorrízica e comprimento de micélio extrarradicular, sendo mais significativo nos sistemas de manejo conservacionistas, principalmente o sistema de plantio direto. Nas áreas de sistemas convencionais ocorreu uma redução na colonização micorrízica e, conseqüentemente, diminuição dos efeitos benéficos dos FMAs para as plantas, reduzindo a qualidade do solo e a sustentabilidade.

The objective of this work was to evaluate the influence of different soil management systems with and without liming on root colonization and production of extraradicular mycelium. Through multivariate analysis technique, an experiment established in 1978 in Guarapuava, state of Paraná was used. Correspondence analysis proved the existence of negative effects of the conventional tillage on the root mycorrhizal colonization (AMF) of the soil, mainly in structures as arbuscules and vesicles. The liming showed to be beneficial for the parameters of root micorrhyzal colonization and hyphal length, being more significant for conservationist management systems, such as no-tillage. In the areas under conventional management systems there was a reduction in micorrhyzal root colonization and consequently a decrease in beneficial effects of AMF for the plants, reducing the quality of the soil and the sustainability.

Pouco se conhece sobre a eficiência relativa de fosfatos solúveis e naturais em sistemas de alta produtividade de culturas em plantio direto no centro-sul do Paraná. Este trabalho objetivou avaliar a eficiência agronômica de fosfatos naturais reativos em comparação a um fosfato solúvel na produtividade de várias espécies vegetais anuais em dois ciclos de um sistema de rotação de culturas trienal. O experimento foi conduzido sobre um Latossolo Bruno, em Guarapuava, PR, de 2000 a 2006. Dois fosfatos naturais reativos (FNR: Gafsa e Arad) e um fosfato solúvel (superfosfato triplo, SFT) foram aplicados, a lanço, nas doses de 0, 40, 80 e 160 kg ha-1 de P2O5, no início do primeiro e do segundo ciclo de rotação de culturas trienal (aveia branca/milho/trigo/soja/cevada/soja). À exceção da cevada, a produtividade das culturas não foi alterada pela adição de qualquer dos fosfatos no primeiro ciclo de rotação, provavelmente, devido ao alto teor de P previamente existente no solo (8,7 mg dm-3 na camada de 0-10 cm). No segundo ciclo de rotação, quando o solo tinha 4,1 mg dm-3 de P, a aplicação de P na semeadura da aveia branca incrementou em 11 % a produtividade das culturas de verão e em 20 % a das culturas de inverno, tendo o menor incremento ocorrido no milho (8 %) e o maior na cevada (44 %). Neste ciclo, o SFT proporcionou maior produtividade do que os FNR nas culturas de inverno (aveia branca, trigo e cevada), numa média de 11 %, não tendo havido diferença de produtividade entre os FNR. O fosfato solúvel em água é mais eficiente do que os fosfatos naturais reativos em solos sob plantio direto, tanto no efeito imediato quanto na fase residual. Apesar disso, não é necessário aplicar fertilizantes fosfatados para obter alta produtividade em solos com altos teores de P em plantio direto, a não ser para culturas muito exigentes, a exemplo da cevada.

Little is known about the agronomic effectiveness of phosphate rocks in high-yielding crop rotation systems under no-till in the Center-South of the state of Paraná, Brazil. This field study was undertaken to compare the effectiveness of rock phosphates and soluble P fertilizers to increase the yield of several annual crops grown in two consecutive triennial crop-rotation cycles under no-tillage. The experiment was carried out in an Oxisol, in Guarapuava, PR, from 2000 until 2006. Two phosphate rocks (PR - Gafsa and Arad) and a soluble P fertilizer (TSP - triple superphosphate) were broadcast over the soil surface at rates of 0, 40, 80 and 160 kg ha-1 P2O5, at the beginning of the first and the second rotation cycle of the triennial crops (oat, maize, wheat, soybean, barley and soybean). With exception of barley, crop yields were not affected in the first rotation cycle by any phosphate fertilizer regardless of type and rate, probably due to the high P contents available in the soil (8.7 mg dm-3 in the 0-10 cm layer). In the second rotation cycle, when soil available P was 4.1 mg dm-3; P application at oat sowing increased the yield of summer crops by 11 % and of winter crops by 20 %. The yield increment was lowest for maize (8 %) and highest for barley (44 %). In this cycle, TSP resulted in higher yield than PR, though only for winter crops (oat, wheat and barley), in a mean of 11 %, with no difference between Gafsa and Arad. Water soluble fertilizer (TSP) was more efficient than phosphate rocks in soils under no-till system both in the short and long term. Nevertheless, it is not necessary to apply phosphates for high yields in soils with high available P contents under no-till, except for species with high P requirement, e.g., barley.

A volatilização de amônia (NH3) pode resultar em baixa eficiência da ureia aplicada na superfície de solos sob plantio direto (PD). Os objetivos deste estudo foram avaliar a magnitude da perda de NH3 proveniente da ureia e verificar se essa perda justifica a incorporação do fertilizante ou a sua substituição por outras fontes de N nas condições climáticas da região centro-sul do Paraná. O experimento, conduzido por quatro safras num Latossolo Bruno argiloso, consistiu da aplicação em dose única de 150 kg ha-1 de N em cobertura na cultura do milho (estádio V5) em PD, em sete tratamentos (ureia superficial, ureia incorporada, sulfato de amônio, nitrato de amônio, ureia com inibidor de urease, fonte de N de liberação gradual e uma fonte líquida de N), além de um tratamento controle (sem adubação nitrogenada). Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. A volatilização de NH3 foi avaliada por meio do sistema semiaberto estático, durante 20 dias após a aplicação dos fertilizantes. A perda acumulada de NH3 com a aplicação superficial de ureia, na média dos quatro anos, foi baixa (12,5 % do N aplicado) em comparação a perdas superiores a 50 % determinadas em regiões mais quentes do Sudeste do Brasil. As maiores perdas de NH3 da ureia foram verificadas em anos secos (até 25,4 % do N aplicado), as quais reduziram exponencialmente com o aumento do volume de chuva posterior à aplicação do N. A incorporação da ureia e as demais fontes de N, com exceção da fonte de N de liberação gradual, reduziram a volatilização de NH3 em comparação à ureia superficial. A incorporação da ureia é tecnicamente vantajosa quanto à redução da volatilização de NH3, porém a adoção dessa prática deverá levar em consideração outros aspectos, como o seu baixo rendimento operacional. Por sua vez, a baixa perda de NH3 proveniente da ureia superficial nas condições regionais de primavera chuvosa e com temperatura amena não justifica economicamente sua substituição por outras fontes de N na região centro-sul do Paraná.

Ammonia (NH3) volatilization can reduce the efficiency of urea applied to the surface of no-till (NT) soils. Thus, the objectives of this study were to evaluate the magnitude of NH3 losses from surface-applied urea and to determine if this loss justifies the urea incorporation in soil or its substitution for other N sources under the subtropical climatic conditions of South-Central region of Paraná State, Brazil. The experiment, performed over four harvesting seasons in a clayey Hapludox followed a randomized block design with four replicates. A single dose of N (150 kg ha-1) to V5 growth stage of corn cultivated under NT system was applied and seven treatments were evaluated, including surface-applied urea, ammonium sulfate, ammonium nitrate, urea with urease inhibitor, controlled-release N source, a liquid N source, incorporated urea, and a control treatment with no N application. Ammonia volatilization was evaluated for 20 days after N application using a semi-open static system. The average cumulative NH3 loss due to the superficial application of urea was low (12.5 % of the applied N) compared to the losses observed in warmer regions of Southeastern Brazil (greater than 50 %). The greatest NH3 losses were observed in dry years (up to 25.4 % of the applied N), and losses decreased exponentially as the amount of rainfall after N application increased. Incorporated urea and alternative N sources, with the exception of controlled-release N source, decreased NH3 volatilization in comparison with surface-applied urea. Urea incorporation is advantageous for the reduction of NH3 volatilization; however, other aspects as its low operating efficiency should be considered before this practice is adopted. In the South-Central region of Paraná, the low NH3 losses from the surface-applied urea in NT system due to wet springs and mild temperatures do not justify its replacement for other N sources.

O N é um dos nutrientes demandados em maior quantidade pela cultura do milho e o seu suprimento adequado tem implicações técnicas, quanto ao desempenho e à lucratividade da cultura, e ambientais pelo alto potencial de lixiviação do nitrato. Resultados de 61 experimentos, realizados por 13 anos, numa parceria entre a Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária (FAPA) e a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), foram analisados e interpretados visando o desenvolvimento de uma tecnologia de indicação de N para alto rendimento da cultura do milho em plantio direto e adaptado ao uso de plantas de cobertura na região centro-sul do Paraná. As quantidades de N (ureia) a serem aplicadas no milho foram estimadas a partir da demanda de N em diferentes faixas de rendimento de grãos da cultura (6-8, 8,1-10, 10,1-12 e 12,1-14 t ha-1), da disponibilidade de N à cultura em solos com diferentes teores de matéria orgânica (MO) na camada de 0-10 cm (< 40, 40-60 e > 60 g kg-1), do efeito de plantas de cobertura (gramínea, leguminosa, consórcio gramínea-leguminosa e nabo forrageiro) na disponibilidade de N, e da eficiência do N mineral aplicado. As doses de N indicadas (DNI) tiveram boa relação com as doses de máxima eficiência econômica (DMEE) calculadas para condições distintas de MO no solo, planta de cobertura e expectativa de rendimento (DNI = 39 + 0,80 DMEE, R² = 0,74, n = 20, p = 0,03), o que confirma a adequação das doses para a cultura na região. As doses também apresentaram boa relação com a indicação de N vigente nos Estados do RS e SC (DNI: PR = -14 + 1,06 RS/SC, R² = 0,88, n = 12, p = 0,02), o que valida o uso da indicação do centro-sul do PR, que apresenta expectativas de rendimento mais elevadas, para sub-regiões do RS/SC que apresentam alto potencial de rendimento da cultura. Da mesma forma, a indicação do RS/SC pode ser utilizada para sub-regiões do PR que apresentam menor aptidão climática à cultura do milho.

Nitrogen (N) is required in large quantities by corn and its supply causes technical concerns related to crop performance and profitability, and environmental concerns in view of the high risk of nitrate leaching. Results of 61 field experiments conducted through 13 years, in a cooperative effort of the Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária (FAPA) and the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), were analyzed and interpreted aiming at establishing a N fertilizer indication for high corn yields, adjusted to the use of winter cover crops in no-till soils in the South-Central region of Parana, Brazil. The urea-N rates were calculated based on the N required for different corn yield levels (6-8, 8.1-10, 10.1-12 and 12.1-14 t ha-1) and taking into account the N availability in soils with different soil organic matter contents in the layer 0-10 cm (< 40, 40-60 and > 60 g kg-1), the effect of winter cover crops (grass, leguminous, grass-legume consortium, and wild radish) on N availability, and the efficiency of N fertilizer. The indicated rates of urea-N were closely related to the N rates for maximum economic efficiency (MEE) for different soil OM contents, cover crop and corn yield (N indication = 39+0.80MEE, R² =0.74, n=20, p=0.03) corroborating the adequacy of this N indication for corn. The N rates were closely correlated with the rates recommended in the states of Rio Grande do Sul (RS) and Santa Catarina (SC) (Indication PR = -14+1.06 RS/SC, R² = 0.88, n=12, p=0.02). This confirms the use of the indication of Central South Parana for subregions of RS and SC with high corn yield potential. Likewise, the recommendation for RS and SC can also be used in subregions in PR that are climatically less suitable for corn.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do preparo do solo e formas de aplicação de calcário em experimento de longa duração, nas características de um Latossolo Bruno aluminíco argiloso e nos componentes do rendimento da cultura da soja. O experimento com sistemas de preparo do solo foi instalado em 1978, e, em 1987, métodos de aplicação de calcário foram introduzidos. Os tratamentos avaliados foram: PC sem - preparo convencional sem calcário; PC inc - com calcário; PD sem - plantio direto sem calcário; PD sup - com calcário superficial e PD inc - com calcário incorporado. O solo e a planta foram analisados na safra de 2002-2003. Os sistemas plantio direto e preparo convencional não apresentaram restrições físico-estruturais no solo. Na camada superficial, o plantio direto sem incorporação de calcário apresentou maior estabilidade dos agregados do que o preparo convencional. No PD inc, a estabilidade dos agregados foi menor do que no PD sem e PD sup. A estabilidade dos agregados mostrou-se positivamente relacionada com o comprimento de micélio fúngico e com o teor de CO. A umidade volumétrica e a água disponível na camada superficial foram maiores no PD sem e PD sup e de 0,20 a 0,30 m o PD sem armazenou mais água do que o preparo convencional. O sistema plantio direto apresentou mais CO e P do que o preparo convencional. O maior teor de P no solo favoreceu sua absorção e acúmulo no tecido da soja. A calagem reduziu o Al e elevou os teores de Ca, Mg e o pH do solo, e, no preparo convencional, aumentou o Mg, P e N no tecido, a altura de plantas e o peso de mil grãos, enquanto, no plantio direto, a calagem aumentou os teores de Ca e N no tecido, a altura de plantas e o peso de mil grãos. No plantio direto, a incorporação de calcário não afetou os nutrientes no tecido nem a produtividade da cultura, apenas aumentou a altura das plantas em relação ao PD sup. Portanto, no ambiente avaliado, não houve necessidade de incorporar calcário. A produtividade da soja não foi afetada pela calagem, mas foi 16 % maior no plantio direto em relação ao preparo convencional.

The objective of this study was to evaluate the long-term effects of soil tillage systems and methods of lime application on biological, physical and chemical attributes of a clayey aluminic Oxisol, and on soybean yield components. The experiment with tillage systems was installed in 1978 in Guarapuava, PR, southern Brazil, and liming methods began to be tested in 1987. The treatments were: conventional tillage (CT) without liming; CT with liming; no-tillage (NT) without liming; NT with surface liming and NT with incorporated lime. Soil and plant analyses were performed during the 2002-2003 soybean growing season. No soil physical-structural restrictions were observed under CT and NT. In the surface soil layer NT with and without surface liming showed higher aggregate stability than CT. Aggregate stability was lower in NT with incorporated liming than in NT without soil mobilization. The aggregate stability was positively related to mycorrhiza mycelial length and organic carbon contents. The volumetric soil moisture and available water were higher in the surface layer in NT without and NT with surface liming. In the 0.20 to 0.30 m layer, NT without liming stored more water than CT. NT presented higher soil organic carbon and P contents than CT. The higher P content in the soil favours plant uptake and P accumulation in soybean leaf tissue. Liming reduced soil Al levels and increased soil pH and Ca and Mg contents. Liming under CT increased Mg, P and N contents in plant tissues, plant height and weight of 1,000 grains. Lime incorporation under NT did not affect tissue nutrient concentrations or soybean yield, but increased plant height in relation to NT with surface liming. Therefore, under the studied conditions it is not necessary to incorporate limestone under NT system. Soybean yield was not affected by liming, but it was 16% higher under NT than in CT.

O aumento do estoque de matéria orgânica do solo em sistemas conservacionistas de manejo é dependente do tipo de solo e das condições climáticas, e tem reflexos na qualidade física do solo. Neste estudo, avaliou-se um experimento de longa duração (21 anos) quanto ao efeito do sistema plantio direto (PD) sobre os estoques de carbono orgânico total (COT) e particulado (COP, >53mm), bem como a sua relação com a estabilidade de agregados de um Latossolo Bruno, em Guarapuava, PR. O solo em PD apresentou taxa de incremento de 0,15Mg ha-1 ano-1 de COT e 0,06Mg ha-1 ano-1 de COP na camada de 0-20cm, as quais foram calculadas em comparação aos estoques de carbono orgânico do solo em preparo convencional. As baixas taxas de incremento nos estoques de carbono orgânico possivelmente estejam relacionadas à alta estabilidade física da matéria orgânica neste solo argiloso e com mineralogia predominantemente gibsítica. O diâmetro médio geométrico (DMG) dos agregados de solo variou de 1,6 a 3,7mm e foi positiva e linearmente relacionado com os teores de COT e COP, o que reforça a importância da matéria orgânica na qualidade física de Latossolos subtropicais.

The increase of soil organic matter stocks under conservation management systems is dependent of soil type and regional climatic conditions, and has influence on the physical quality of soils. In this study the long-term (21 yr) effect of no-tillage on total soil organic carbon (TOC) and particulate organic carbon (POC, >53mm), as well as its relationship with aggregate stability of a South Brazilian Oxisol (Haplohumox), was evaluated. In comparison with TOC stocks of conventionally-tilled soil, no-tillage soil had a net storage of 0.15Mg ha-1 yr-1 of TOC, and 0.06Mg ha-1 yr-1 of POC, in the 0-20cm soil layer. These low accumulation rates of organic carbon probably were due to the high clay content and gibbsitic mineralogy of the soil, which determine a great physical stability of soil organic matter. The mean geometric diameter (MGD) of soil aggregates varied from 1.6 to 3.7mm, and had a positive relationship with TOC and POC, reinforcing the crucial role of organic matter on physical quality of subtropical oxisols.