ABSTRACT Green manures are an alternative for substituting or supplementing mineral nitrogen fertilizers. The aim of this study was to quantify biological N fixation (BNF) and the N contribution derived from BNF (N-BNF) to N levels in leaves of coffee intercropped with legumes grown on four family farms located in the mountainous region of the Atlantic Forest Biome in the state of Minas Gerais, Brazil. The following green manures were evaluated: pinto peanuts (Arachis pintoi), calopo (Calopogonium mucunoides), crotalaria (Crotalaria spectabilis), Brazilian stylo (Stylosanthes guianensis), pigeon pea (Cajanus cajan), lablab beans (Dolichos lablab), and velvet beans (Stizolobium deeringianum), and spontaneous plants. The experimental design was randomized blocks with a 4 × 8 factorial arrangement (four agricultural properties and eight green manures), and four replications. One hundred grams of fresh matter of each green manure plant were dried in an oven to obtain the dry matter. We then performed chemical and biochemical characterizations and determined the levels of 15N and 14N, which were used to quantify BNF through the 15N (δ15N) natural abundance technique. The legumes C. mucunoides, S. guianensis, C. cajan, and D. lablab had the highest rates of BNF, at 46.1, 45.9, 44.4, and 42.9 %, respectively. C. cajan was the legume that contributed the largest amount of N (44.42 kg ha-1) via BNF.C. cajan, C. spectabilis, and C. mucunoides transferred 55.8, 48.8, and 48.1 %, respectively, of the N from biological fixation to the coffee plants. The use of legumes intercropped with coffee plants is important in supplying N, as well as in transferring N derived from BNF to nutrition of the coffee plants.

RESUMO A produção de café conilon em sistemas de manejo orgânico tem aumentado no Estado do Espírito Santo. Porém, faltam informações sobre o impacto desse manejo sobre os estoques de carbono e nitrogênio do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adubação orgânica sobre os estoques de C e N e a densidade do solo (Ds) em agrossistema de café conilon. O experimento foi implantado em lavoura localizada no município de Linhares, ES, no delineamento em blocos casualizados com distribuição fatorial 2 × 2 × 5, com três repetições, sendo os fatores: dois compostos orgânicos; presença e ausência da leguminosa feijão-de-porco nas entrelinhas; e cinco proporções de cada composto em substituição à adubação mineral recomendada (0; 25; 50; 75; e 100 %). Cada repetição foi formada por amostragem de solo sob a copa de uma planta em parcela com 30 cafeeiros. Os compostos foram: composto 1, preparado com capim-elefante e palha de café na proporção 1:1 (v:v); e composto 2, preparado com capim-elefante, palha de café e cama de frango na proporção 2:1:1 (v:v:v). As coletas de solo foram realizadas 240 dias após a adubação (240DAPA) do 1º ano agrícola e aos 30 dias após a 1ª etapa da adubação (30DAPA) do 2º ano agrícola. O uso de composto na adubação do cafeeiro acarretou redução da Ds de aproximadamente 13 %. O incremento das proporções de compostos na adubação aumentou o teor e o estoque de C e N do solo aos 30DAPA do 2º ano agrícola. Houve acréscimos de 11 e 0,4 Mg ha-1 para o estoque de C e N, respectivamente, para cafeeiros adubados com 100 % de composto 1, em relação à adubação mineral. A adubação com composto é alternativa para aumentar os estoques de C e N no agrossistema de conilon.

ABSTRACT Production of Conilon coffee under organic management systems has increased in the State of Espirito Santo, Brazil. However, information is lacking in regard to the impact of these management practices on soil carbon and nitrogen stocks. The aim of this study was to evaluate the effect of organic fertilization on C and N stocks and soil bulk density (Bd) in a Conilon coffee agrosystem. A field experiment was carried out in Linhares, ES, in a randomized block design in a 2 × 2 × 5 factorial arrangement, with three replications. The factors were: two organic composts; presence and absence of the jackbean legume between the rows; and five different proportions of each organic compost (0, 25, 50, 75, and 100 %) to substitute the recommended mineral fertilization. Each replicate consisted of 30 coffee plants. Soil samples were collected under the canopy of each plant. The organic composts were compound 1, prepared from elephant grass and coffee straw in a 1:1 ratio (v:v); and compound 2, prepared from elephant grass, coffee straw, and chicken litter in a 2:1:1 ratio (v:v:v). Soil samples were taken 240 days after fertilization (240DAF) in the 1st crop year and 30 days after the 1st stage of fertilization (30DAF) in the 2ndcrop year. The use of organic compounds to fertilize coffee led to a decrease in Bd of approximately 13 %. The increase in the proportion of organic compounds in fertilization increased the content and stock of C and N in the soil at 30 days after fertilization in the 2nd crop year. There were increases of 11 and 0.4 Mg ha-1 for the stock of C and N, respectively, for coffee plants fertilized with 100 % of compound 1, in relation to mineral fertilization. Fertilization with organic compounds is an alternative for increasing C and N stocks in agrosystems of conilon coffee.

O uso intensivo do solo pode levar à perda da sua qualidade física com impactos negativos sobre os agregados do solo, a resistência à penetração das raízes, a porosidade e a densidade do solo. Os sistemas orgânicos e agroflorestais podem representar uma alternativa sustentável de maior equilíbrio no agroecossistema, por promoverem maior aporte de matéria orgânica em relação ao sistema convencional. Partindo da hipótese que o aumento do aporte orgânico melhora a qualidade física do solo, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o impacto de sistemas de produção de cafeeiros sobre atributos físicos do solo em dois Latossolos Vermelho-Amarelos do Território do Caparaó, Espírito Santo. Na propriedade 1, foram avaliados os sistemas: mata primária (Mp1), café orgânico (Org1) e café convencional (Con1); e, na 2: mata secundária (Ms2), café orgânico consorciado com ingá (Org/In2), café orgânico consorciado com ingá e leucena (Org/In/Le2), café orgânico consorciado com cedro (Org/Ced2) e café convencional a pleno sol (Con2). As amostras de solo foram coletadas na projeção da copa nas profundidades 0-10, 10-20 e 20-40 cm. Os cafeeiros orgânicos e agroflorestais apresentaram maior agregação em relação aos cafeeiros convencionais. O manejo agroflorestal evidenciou grau de floculação do solo 24 % superior, 80 % a mais na umidade do solo e menor resistência à penetração do solo, em relação ao manejo cafeeiro convencional. Nos macroagregados dos sistemas orgânicos (Org/In2, Org/In/Le2, Org/Ced2), foram encontrados, em média, respectivamente, 29,1; 40,1; e 34,7 g kg-1 de carbono orgânico. Esses teores são maiores que os encontrados no sistema convencional a pleno sol (Con2), que apresentou 20,2 g kg-1.

Intensive land use can lead to a loss of soil physical quality with negative impacts on soil aggregates, resistance to root penetration, porosity, and bulk density. Organic and agroforestry management systems can represent sustainable, well-balanced alternatives in the agroecosystem for promoting a greater input of organic matter than the conventional system. Based on the hypothesis that an increased input of organic matter improves soil physical quality, this study aimed to evaluate the impact of coffee production systems on soil physical properties in two Red-Yellow Oxisols (Latossolos Vermelho-Amarelos) in the region of Caparaó, Espirito Santo, Brazil. On Farm 1, we evaluated the following systems: primary forest (Pf1), organic coffee (Org1) and conventional coffee (Con1). On Farm 2, we evaluated: secondary forest (Sf2), organic coffee intercropped with inga (Org/In2), organic coffee intercropped with leucaena and inga (Org/In/Le2), organic coffee intercropped with cedar (Org/Ced2) and unshaded conventional coffee (Con2). Soil samples were collected under the tree canopy from the 0-10, 10-20 and 20-40 cm soil layers. Under organic and agroforestry coffee management, soil aggregation was higher than under conventional coffee. In the agroforestry system, the degree of soil flocculation was 24 % higher, soil moisture was 80 % higher, and soil resistance to penetration was lower than in soil under conventional coffee management. The macroaggregates in the organic systems, Org/In2, Org/In/Le2, and Org/Ced2 contained, on average, 29.1, 40.1 and 34.7 g kg-1 organic carbon, respectively. These levels are higher than those found in the unshaded conventional system (Con2), with 20.2 g kg-1.

O aporte de resíduos orgânicos, associado ao processo de humificação, promove melhoria dos atributos do solo e garante ao agricultor a manutenção do sistema produtivo. As leguminosas visam, além do fornecimento de nutrientes para o café, melhorar a qualidade da matéria orgânica do solo com a formação das substâncias húmicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do uso de leguminosas, como adubo verde, na qualidade das substâncias húmicas em solos sob café em duas condições edafoclimáticas na Zona da Mata de Minas Gerais. Foram cultivados amendoim forrageiro, calopogônio, estilosantes, mucuna e espécies espontâneas durante quatro anos, em duas propriedades de agricultores familiares. Após quatro anos, realizaram-se a coleta de solo, extração e purificação das SH para obtenção dos ácidos fúlvicos (AFs) e húmicos (AHs). Foram realizadas análise elementar (CHNO), UV-visível, infravermelho e termogravimetria do material purificado. Os resultados evidenciaram que os AHs possuem maior peso molecular, hidrofobicidade, condensação, e compostos aromáticos com maior teor de C, conferindo maior estabilidade estrutural em relação aos AFs. O ambiente voltado para a face sul, com menor incidência de luz, menor temperatura e maior umidade, possui substâncias húmicas estruturalmente mais estáveis e resistentes à degradação do que as extraídas de solo voltado para o noroeste. O tratamento com calopogônio apresentou baixo teor de C e elevado teor de O na composição dos AFs, caracterizando compostos de menor estabilidade estrutural em relação aos AFs, sob os tratamentos com estilosantes, mucuna e espontâneas. Nos AHs, o uso das leguminosas apresentaram resultados semelhantes.

The input of organic residues associated with the humification process promotes improvement of soil properties and enables the sustainability of the production system. Aside from supplying the coffee with nutrients, pulse crops can improve the quality of soil organic matter by forming humic substances. The purpose of this study was to evaluate the effect of green manures legumes on the quality of humic substances in soils under coffee under two environmental conditions in the region of Zona da Mata, in Minas Gerais. The species forage peanut, calopo, stylosanthes, velvetbean and spontaneous species were grown for four years on two family farms. After four years, soil was sampled and the humic substances were extracted and purified to obtain fulvic acids (FA) and humic acids (HA). The elemental sample composition (CHNO analyzer), UV-visible, infrared and thermogravimetry of the purified material were analyzed. The results showed that HA have a higher molecular weight, hydrophobicity, condensation, and aromatic compounds with higher C content, providing greater structural stability than FA. The humic substances in the environment facing south, with lower light incidence, lower temperatures and higher humidity, were structurally more stable and decay-resistant than the humic substances extracted from soil northwest-oriented soil surfaces. In the treatment with calopo, FA contained low C and high O levels, characterizing compounds of lower structural stability than FA in the treatments with stylosanthes, velvetbean and spontaneous species. In HA, the use of legumes showed similar results.