ABSTRACT: In Brazil, the optimal dose of phosphorus in the cultivation of yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) clones has yet to be defined. This study verified the productivity of yerba mate clones in response to the application of P doses and determined the critical level of the nutrient in soil and yerba mate leaves. The experiment was developed in Itaiópolis-SC, in humic cambisol, from 2013 to 2020. Five doses of the nutrient were evaluated in two clones (BRS-BLD Aupaba and F2) of yerba mate. Fertility was defined by planting/post-planting (0, 2.3; 4.5; 6.8, and 9.0 g plant-1), canopy formation 1 (0, 10, 20, 30, 40, and 50 g plant-1), canopy formation 2 (0, 15, 30, 45, and 60 g plant-1), and production (0, 16.7; 33.3; 50.0; 66.7 kg ha-1). Harvests took place between July 2015 and January 2020, at 18-month intervals. The productivity of leaves, fine branches, and thick branches was evaluated. In the 2020 harvest, soil and leaf samples were collected to determine the critical level of P. The productivity of clone components increased with phosphate fertilization in all evaluated harvests. The critical levels of P for clones, Aupaba and F2, were 5.2 and 6.3 mg dm-3 in soil and 1.03 and 1.11 g kg-1 in leaves, respectively. Yerba mate is demanding of P, expressing maximum productivity in the planting phase, canopy formation 1 and 2, and production when doses of 5, 25, 40 g plant-1, and 35 kg ha-1 of P2O5 are applied, respectively.

RESUMO: No Brasil, a dose de fósforo no cultivo de clones de erva-mate ainda não está definida. O objetivo do estudo foi verificar a produtividade de clones de erva-mate em resposta a aplicação de doses de P e determinar o nível crítico do nutriente no solo e folhas de erva-mate. O experimento foi implantado em Itaiópolis-SC, em Cambissolo Húmico, em 2013. Foram avaliadas cinco doses do nutriente em dois clones (BRS-BLD Aupaba e F2) de erva-mate. As adubações foram definidas como de plantio/pós-plantio (0, 2,3; 4,5; 6,8 e 9,0 g planta-1), formação de copa 1 (0, 10, 20, 30, 40 e 50 g planta-1), formação de copa 2 (0, 15, 30, 45 e 60 g planta-1) e produção (0, 16,7; 33,3; 50,0; 66,7 kg ha-1). As colheitas ocorreram entre julho de 2015 e janeiro de 2020, com intervalos de 18 meses. Avaliou-se produtividade de folhas, galhos finos e galhos grossos. Na safra de 2020, foram coletadas amostras de solo e folhas para determinação do nível crítico de P. A produtividade dos componentes dos clones aumentou com a adubação fosfatada em todas as safras avaliadas. Os níveis críticos de P para os clones Aupaba e F2 foram 5,2 e 6,3 mg dm-3 no solo e 1,03 e 1,11 g kg-1 nas folhas, respectivamente. A erva-mate é exigente em P, expressando produtividade máxima na fase de plantio, formação de copa 1 e 2 e produção, quando aplicado doses de P2O5 em torno de 5, 25, 40 g planta-1 e 35 kg ha-1, respectivamente.

Abstract Fertilization can be a sustainable management practice for the maintenance of the threatened species such as Araucaria angustifolia. Our objective was to evaluate the elemental composition of A. angustifolia fertilized with N, P, and K, and how the fertilization altered the soil fertility. Seven-month-old seedlings were transplanted to 16 dm3 soil pots, and three experiments were carried separately (one for each cited element) in a completely randomized design. Overall, the seedlings tended to accumulate nutrients differently among the compartments in the following order: needles > branches > stem. Application of N reduced the soil pH, boosted Mn concentration in more 10 times, decreased the P uptake, and changed the C:N and C:P ratios. Increased doses of P led to higher uptake rates but promoted a reduction in the absorption of Mg. High rates of K diminished of P, Ca, Mg, Mn, and B, confirming antagonism interaction with Ca and Mg.

ABSTRACT Our aim was to assess the mineral composition of corn silages produced in four states of Brazil: Goiás, Minas Gerais, Paraná, and Santa Catarina. In total, seventy-three samples were analyzed. Total element content was extracted by HNO3 and H2O2 microwave-assisted digestion, and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) was used to determine concentration. Of the 31 elements analyzed (Ag, Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Rb, S, Se, Sr, Ti, Tl, U, V, and Zn), 21 had concentrations above equipment detection limits. No elements reached the maximum tolerable concentration, but concentrations of Ca (0.14-0.15%), Cu (3.4-5.6 mg kg−1), P (0.13-0.16%), S (0.06-0.08%), and Zn (13-19 mg kg−1) were below the adequate concentration for good nutritional balance. The strong and consistent correlation observed between Fe and Ti in silage samples indicated contamination by soil. Mean concentrations of Cu, Mn, Mo, P, S, and Zn were different among states, and canonic analyses successfully discriminate samples according to their state of origin. Minerals from corn silage should be considered when formulating balanced cattle diets. To ensure silage quality, farmers must adopt strategies that reduce contamination by soil during the ensiling process.

RESUMO. Alta disponibilidade de Al demanda maiores cuidados para tornar os solos aptos para a agricultura devido a toxidez para as plantas cultivadas. Contudo, as pesquisas sobre a relação entre a distribuição de Al em profundidade e o intemperismo do solo têm sido pouco priorizadas, principalmente aquelas conduzidas com um maior número de perfis de solos. O presente estudo analisou-se 38 solos ácidos selecionados dos levantamentos de solos da região Sul do Brasil, com o objetivo de identificar e isolar o efeito dos componentes orgânicos e minerais na distribuição em profundidade do Al trocável extraído com KCl (AlKCl). A seleção resultou na formação de três grupos de solos em relação aos teores de AlKCl em profundidade: Grupo I - diminuição; Grupo II - inexpressiva variação e; Grupo III - aumento. A matéria orgânica foi mais importante para determinar os altos teores de AlKCl na superfície dos solos mais intemperizados (grupo I) e a qualidade da fração mineral definiu os elevados teores de AlKCl nos horizontes subsuperficiais do grupo III. A distribuição de AlKCl em profundidade foi definida pelo grau de intemperismo do solo. O conhecimento desses agrupamentos de solo pode auxiliar no manejo da acidez do solo para otimizar a produtividade das culturas no sul do Brasil.

ABSTRACT. Due to potential crop toxicity, high aluminum (Al) availability requires increased attention when preparing agricultural soils. However, research examining the relationship between depth distribution of Al and soil weathering has received little priority in Brazil, particularly regarding the number of soil profiles investigated. This study analyzed 38 acid soils selected from Soil Surveys in southern Brazil to identify and isolate the effects of organic and mineral components on depth distribution of exchangeable Al extracted with KCl (AlKCl). These soil profiles were divided into the following three groups based on AlKCl depth distribution: Group I - decrease with depth; Group II - little variation with depth; and Group III - increase with depth. High AlKCl found near the surface of well-developed soils (Group I) was influenced by organic matter content, while mineral fraction quality defined the occurrence of high AlKCl in subsurface horizons of Group III. The depth distribution of AlKCl was defined by the degree of weathering in these subtropical soils. Possessing a knowledge of these soil groupings may aid in soil acidity management to optimize crop productivity in southern Brazil.

RESUMO Embora seja conhecido a capacidade do lodo de esgoto alcalinizado em elevar o pH de solos ácidos, tem-se um limitado conhecimento sobre o efeito em outros indicadores da fertilidade do solo, como disponibilidade de P e K e, teor de C orgânico no solo. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar como a aplicação de lodo de esgoto alcalinizado afeta a fertilidade de solos ácidos. Foram selecionadas vinte estações de tratamento de esgoto ao longo do Paraná (Brasil), onde foram coletadas amostras de lodo de esgoto alcalinizado e amostras do solo agrícola mais representativo da região (abrangendo solos com textura média, argilosa ou muito argilosa). Cada solo foi incubado por 60 dias com doses de lodo de esgoto (0, 10, 20, 40, e 80 Mg ha-1) da sua região e com doses equivalentes de calcário. O lodo de esgoto alcalinizado foi superior ao calcário na correção da acidez do solo (pH, Al3+ e H+Al3+) e na elevação da disponibilidade P e Ca2+. O lodo também aumentou a disponibilidade de Mg2+ em todos os solos, K+ em sete solos e C orgânico em três solos. Os solos muito argilosos (alta poder tampão) suportam maior dose de lodo em comparação aos solos de textura argilosa e média. A aplicação de lodo de esgoto alcalinizado em solos ácidos demonstrou ser uma interessante alternativa para reciclar esse tipo de resíduo, pois melhorou a fertilidade dos solos e pode vir a reduzir custos com manejo do solo e adubação das culturas.

ABSTRACT Although it is known that alkalinized sewage sludge raises the pH of acid soils, there is limited knowledge regarding its effects on other soil fertility indicators, such as P and K availability and soil organic C content. Thus, the goal of this study was to evaluate how the application of alkalinized sewage sludge affects the fertility of acid soil. Twenty sewage treatment plants were selected throughout Paraná State (Brazil), and samples of alkalinized sewage sludge and samples of the most representative agricultural soil of the region were collected (covering soils with medium, clayey or very clayey texture). Each soil was incubated for 60 days with doses of sewage sludge (0, 10, 20, 40, and 80 Mg ha-1) from its region and equivalent doses of limestone. The alkalinized sewage sludge was superior to limestone in the correction of soil acidity (pH, Al3+, and H + Al3+) and P and Ca2+ availability. The sludge also increased Mg2+ availability in all soils, K+ in seven soils and organic C in three soils. The very clayey soils (higher buffering capacity) supported higher sludge doses than did clayey and medium texture soils. The alkalinized sewage sludge application in acid soils proved to be an interesting alternative to recycling this type of waste, because it improved soil fertility and could reduce costs associated with soil management and crop fertilization.

RESUMO Espécie da floresta subtropical da América do Sul e restando apenas menos de 3 % de vegetação natural, a Araucaria angustifolia é ainda pouco conhecida sobre a distribuição de elementos em suas acículas. Nesse estudo, utilizamos microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia por dispersão de energia (EDS) para avaliar a distribuição elementar em acículas de A. angustifolia. Foram selecionadas acículas de plantas (28 meses de idade) cultivadas em experimento de adubação: com suprimento de N, P e K; com N e P; com N e K. Na microanálise quatro tipos de tecidos especializados das acículas (epiderme superior, mesófilo paliçádico, mesófilo esponjoso e epiderme inferior) foram avaliados quanto a composição (C, O, P, K, Ca, S e Al). Quando foram detectados cristais determinaram-se as concentrações de 12 elementos (C, O, P, K, Ca, S, Al, Fe, Mg, Na, Si e Cl). Na baixa disponibilidade de P e K, esses elementos foram encontrados em baixas concentrações na epiderme, no mesófilo e em cristais. Na baixa disponibilidade de P ocorreu acúmulo de Ca e K no mesófilo esponjoso, enquanto que na baixa disponibilidade de K ocorreu acúmulo de Ca no mesófilo esponjoso. Em adição, a baixa disponibilidade de K e P favoreceu a formação de cristais, sendo que em baixa disponibilidade de K, os cristais apresentaram mais Ca e Mg. A disponibilidade de P e K no solo afetou a distribuição de elementos em acículas de A. angustifolia, sendo que o tipo de tecido e a formação de cristais foi chave para a dinâmica de nutrientes nas acículas.

ABSTRACT Araucaria angustifolia is a conifer species found in South American subtropical forests that comprises less than 3% of the native vegetation and little is known concerning the accumulation of nutritional elements in its needles. In this study, scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectroscopy (EDS) was used to assess the elemental distribution in needles. Needles were selected from 28 month-old plants grown in a fertilization experiment supplied with: 1) N, P, and K; 2) N and P; and 3) N and K. In microanalysis, four types of specialized needle tissues (adaxial epidermis, palisade mesophyll, spongy mesophyll and abaxial epidermis) were evaluated for elemental composition (C, O, P, K, Ca, S and Al). When crystals were detected, the concentrations of 12 elements were determined (C, O, P, K, Ca, S, Al, Fe, Mg, Na, Si, and Cl). Under low soil P and K, these elements were found in low concentrations in the epidermis, mesophyll, and crystals. Under low soil P, Ca and K accumulated in the spongy mesophyll, while under low soil K only Ca accumulated in this tissue. In addition, low soil P or K availability favored the formation of crystals; crystals under low soil K availability had more Ca and Mg. Soil P and K availability affected the distribution of elements in needles of A. angustifolia, in that type of tissue and formation of crystals were key to the nutrient dynamics in needles.

RESUMO No Paraná, a maioria do lodo de esgoto gerado em estações de tratamento é submetida ao processo de estabilização alcalina prolongada. Embora seja conhecido que o lodo de esgoto alcalinizado contém micronutrientes como Zn, Cu e Mn, pouco se conhece sobre a disponibilidade desses elementos em solos tratados com esse tipo de lodo de esgoto. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a influência de lodos de esgoto alcalinizados do estado do Paraná sobre a disponibilidade de Zn, Cu e Mn no solo. Foram selecionadas vinte estações de tratamento de esgoto ao longo do Paraná, onde foram coletadas amostras de lodo de esgoto alcalinizado e amostras do solo agrícola mais representativo da região. Cada solo foi incubado por 60 dias com doses de lodo de esgoto (0, 10, 20, 40, e 80 Mg ha-1) da sua região. Posteriormente, foi determinada a disponibilidade de Zn, Cu e Mn no solo usando o extrator Mehlich-1. A aplicação de lodo de esgoto alcalinizado ao solo aumentou a disponibilidade de Zn e diminuiu a disponibilidade de Mn na maioria dos solos. Já o Cu apresentou resultados intermediários, com aumento de disponibilidade basicamente em solos de textura média e com diminuição para a maioria dos solos muito argilosos. Em solos com pH próximo ao ideal para o cultivo agrícola, a dose de lodo de esgoto alcalinizado deve ser cuidadosamente calculada para que não ocorra o aumento excessivo do pH e desbalanço nos teores de Zn, Cu e Mn.

ABSTRACT In Paraná, most of the sludge generated in sewage treatment plants is subjected to the prolonged alkaline stabilization process. Although it is known that the alkaline sewage sludge contains micronutrients such as Zn, Cu and Mn, little is known about the availability of these elements in soils treated with this type of sewage sludge. Thus, the objective of the study was to evaluate the influence of alkaline sewage sludge from Paraná on Zn, Cu and Mn availability in soils. Twenty sewage treatment plants were selected throughout Paraná, where alkaline sewage sludge and the most representative agricultural soil of the each region were collected. Each soil was incubated for 60 days with alkaline sewage sludge rates (0, 10, 20, 40, and 80 Mg ha-1) from their region. Subsequently, Zn, Cu and Mn availability was determined using the Mehlich-1 extractant. The alkaline sewage sludge increased Zn availability and decreased Mn availability in most soils. Cu showed intermediate results, with increased availability, primarily in medium texture soils and decrease in most of the clayey soils. In soils with pH close to ideal for the plant growth, the alkaline sewage sludge rate should be carefully calculated so that there is no excessive increase in the pH and Zn, Cu and Mn imbalance.

RESUMO A alteração na quantidade e qualidade dos resíduos culturais do milho podem impactar a conservação do solo e o sequestro de C no solo para extensas áreas. O objetivo do estudo foi avaliar as alterações na produção, concentração e quantidade de C e N nas frações do resíduo do milho em resposta ao desenvolvimento do cultivar. Foram conduzidos dois experimentos de campo na cidade de Rolândia (estado do Paraná, Brasil), sendo cultivados dez cultivares representantes dos cinco níveis tecnológicos que seguem: híbridos de cruzamento simples, duplo ou triplo, variedades comerciais e cultivares crioulas. No final do ciclo foi determinada a altura das plantas e o peso de colmos, folhas, sabugos, brácteas e pendão. Foi realizada a análise elementar em triplicata para C e N em cada fração do resíduo. Em geral, cultivares crioulas tiveram maior altura de planta e matéria seca (kg ha-1) e conteúdo de C (kg ha-1) nas brácteas, folhas, pendões e colmo, principalmente em comparação aos híbridos simples ou outros híbridos. Ocorreu relação direta entre a relação C/N e a seleção do milho para brácteas para ambos os experimentos e para outras frações no primeiro experimento. Esse resultado foi devido ao aumento do C e redução do N pela seleção da cultura. Foi observada diferença dentro do mesmo nível tecnológico para as variáveis analisadas, sugerindo ampla variação de linhagem genotípica. A quantidade e a qualidade das frações do resíduo variaram entre cultivares de milho e pode afetar o seu uso como cobertura de solo, alimentação de animais, energia e outros.

ABSTRACT Changes in quantity and quality of corn crop stover can have a large impact on soil conservation and soil carbon (C) sequestration over large areas. The aim of this study was to evaluate changes in production, concentration and amount of C and nitrogen (N) in corn stover fractions due to cultivar development. Two field experiments were conducted in the city of Rolândia (Paraná State, Brazil) using ten cultivars representing five technological levels: single cross hybrids, double or triple hybrids, commercial varieties, and creole cultivars. Plant heights and stalk, leaf, cob, husk and tassel weights were determined at final harvest. Elemental C and N analyses were performed in triplicate for each stover fraction. In general, the creole cultivars had greater height, more dry matter (kg ha-1) and C content (kg ha-1) in husks, leaves, tassels and stalks, particularly when compared to single cross hybrids or others hybrids. There was a direct relationship between C/N ratio and corn selection for husks in both years and for the others fractions in one study year. This was due to the combined effects of increasing C and decreasing N due to crop selection. Large differences were observed within the same technological levels for the evaluated properties, suggesting a wide variation in genetic background. The quantity and quality of stover fractions vary among cultivars and may affect their use for soil cover, animal feed, biomass energy and other applications.

RESUMO As folhas erva-mate são as partes mais estudadas e mais utilizadas para o consumo, enquanto os frutos são pouco estudados quanto à composição elementar. Assim, neste estudo, objetivou-se caracterizar a composição, a hidrossolubilidade dos elementos e o valor nutricional de frutos e folhas de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hill). Foram coletados frutos e folhas de árvores de quatro procedências de erva-mate (Cascavel, Quedas do Iguaçu, Ivaí estado do Paraná e Barão de Cotegipe do estado do Rio Grande do Sul) com 17 anos, cultivadas na cidade de Pinhais, estado do Paraná, Brasil. Foram determinados os teores totais e hidrossolúveis em água quente de 22 e 20 elementos, respectivamente. A composição elementar dos frutos apresentou a seguinte ordem decrescente: C, K, N, Mg, Ca, P, Al, Na, Zn, Mn, Fe, Ba, Cu, Ni, Mo, Pb, Cr, As, Co, Ag, V e Cd. Já, para as folhas, a ordem decrescente foi: C, N, K, Ca, Mg, P, Al, Mn, Na, Fe, Zn, Ba, Cu, Ni, Pb, Cr, Mo, As, Co, Ag, V e Cd. Verificou-se que 2 de 8 elementos apresentaram maior hidrossolubilidade nos frutos que nas folhas. Caso a infusão dos frutos ou das folhas fosse consumida, teria valor nutritivo para K, Mg, P, Mn, Cr, Mo, Cu e Zn, enquanto o consumo de cápsulas contribuiria apenas para o Mn via folhas. Em geral, os frutos têm composição, solubilidade de elementos em água quente e valor nutricional diferente das folhas de erva-mate.

ABSTRACT Yerba mate leaves are the most studied and used parts of the tree, while fruits have been little investigated as to their elemental composition. The objective of this study was to characterize the composition, the hot-water solubility of the elements and the nutritional value of yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hill) fruits and leaves. Both fruits and leaves were collected from four yerba mate provenances (cities of Cascavel, Quedas do Iguaçu and Ivaí in Paraná state and Barão de Cotegipe in Rio Grande do Sul state) 17 years of age, grown in the city of Pinhais, Paraná state, Brazil. The total and hot water-soluble contents of 22 and 20 elements, respectively, were determined. The elemental composition of the fruits presented the following decreasing order: C, K, N, Mg, Ca, P, Al, Na, Zn, Mn, Fe, Ba, Cu, Ni, Mo, Pb, Cr, As, Co, Ag, V and Cd. For the leaves the decreasing order was: C, N, K, Ca, Mg, P, Al, Mn, Na, Fe, Zn, Ba, Cu, Ni, Pb, Cr, Mo, As, Co, Ag, V and Cd. It was found than 2 to 8 elements in the fruit presented greater water solubility than in the leaves. In case of consumption via infusion of the fruits or leaves, there would be nutritive value for K, Mg, P, Mn, Cr, Mo, Cu and Zn, while consumption of capsules would have nutritive value only for Mn via the leaves. In general, the fruits have more distinct elemental composition, hot-water solubility and nutritional value than yerba mate leaves.