Dry mass and nutrient content of maize plants under effect of saline waters and biochar
DOI:
https://doi.org/10.18378/rvads.v13i5.6716Keywords:
Zea mays L, Soil salinity, Soil management, CharcoalAbstract
Maize is grown throughout Brazil and used for feeding humans and animals and as a raw material for biofuels and industry. Its yield is impaired by of soil and water degradation, such as salinization, which is more serious in semi-arid regions. Three experiments were carried out in different soils (Acrisol, Cambisol, and Fluvisol) of the state of Rio Grande do Norte with the objective of evaluating biochar effect on dry mass and nutrient content of maize plants irrigated with saline water. The treatments were applied in PVC columns in a greenhouse at the Federal Rural Semiarid University, in Mossoró, according to a completely randomized design in a factorial scheme with four replications. The factors studied were biochar doses (0, 0.5, 1.0, and 1.5%) and irrigation water salinity levels (0.57, 2.65, and 4.5 dS m-1). Biochar was obtained from the carbonization of Prosopis juliflora (Sw.). At 40 days after emergence, the shoot dry mass and the plant contents of N, P, K, Ca and Mg were determined. Data were submitted to analysis of variance and regression analysis. Responses of shoot dry mass and maize nutrient contents indicate that biochar can mitigate irrigation water salinity, depending on the dose applied and the soil type.Downloads
References
AKHTAR, S. S.; ANDERSEN, M. N.; LIU, F. Residual effects of biochar on improving growth, physiology and yield of wheat under salt stress. Agricultural Water Management, v. 158, n. 1, p. 61-68, 2015. 10.1016/j.agwat.2015.04.010
ARAÚJO, C.A.S.; RUIZ, H.A.; CAMBRAIA, J. NEVES, J.C.L.; FREIRE, M.B.G.S.; FREIRE, F.J. Seleção varietal de Phaseolus vulgaris quanto à tolerância ao estresse salino com base em variáveis de crescimento. Revista Ceres, v. 57, n.1, p. 132-139, 2010. 10.1590/S0034-737X2010000100021.
AYERS, R.S.; WESTCOT, D.W. A qualidade da água na agricultura. Campina Grande: UFPB, 1991. 218p. Estudos FAO: Irrigação e Drenagem.
BENITES, W. M.; TEIXEIRA, W. G.; REZENDE, M. E.; PIMENTA, A. S. Utilização de carvão e subprodutos da carbonização vegetal na agricultura: aprendendo com as terras pretas de índio. In: TEIXEIRA, W. G.; KERN, D. C.; MADARI, B. E.; LIMA, H. N.; WOODS, W. As Terras Pretas de índio da Amazônia: sua caracterização e uso deste conhecimento na criação de novas áreas. Manaus: Embrapa Amazônia Ocidental, 2009.p.286- 297.
CARMO, C. A. F. S.; ARAÚJO, W. S.; BERNARDI, A. C. C.; SALDANHA, M. F. C. Métodos de análise de tecidos vegetais utilizados na Embrapa Solos. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2000. 41 p. (Embrapa Solos. Circular Técnica; 6).
CARVALHO, M. T. M.; MADARI, B. E.; BASTIAANS, L.; VAN OORT. P. A. J.; HEINEMANN, A. B.; SILVA, M. A. S.; MAIA, A. H. N.; MEINKE, H. Biochar improves soil fertility of a clay soil in the Brazilian Savannah: short term effects and impact on rice yield. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics, v. 114, n. 2, p. 101-107, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2013081343330
CHAN, K. Y.; VAN ZWIETEN, L.; MESZAROS, I.; DOWNIE, A.; JOSEPH, S. Agronomic values of greenwaste biochar as a soil amendment. Soil Research, v. 45, n. 8, p. 629–634, 2007. 10.1071/SR07109 DOI: 10.1071/SR07109
EKEBAFE, M. O.; EKEBAFE, L. O.; MALIKI, M. Utilisation of biochar and superabsorbent polymers for soil amendment. Science Progress, v. 96, n. 1, p.85-94, 2013. 10.3184/003685013X13587941096281
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. Manual de métodos de análises de solos. 2.ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011. 230p.
FAROOQ, M.; HUSSAIN, M.; WAKEEL, A.; SIDDIQUE, K. H. M. Salt stress in maize: effects, resistance mechanisms, and management. A review. Agronomy for Sustainable Development, v. 35, n. 2, p. 461–481, 2015. 10.1007/s13593-015-0287-0
FEIJÃO, A. R.; MARQUES, E. C.; SILVA, J. C. B.; LACERDA, C. F.; PRISCO, J. T.; GOMES-FILHO, E. Nitrato modula os teores de cloreto e compostos nitrogenados em plantas de milho submetidas à salinidade. Bragantia, v. 72, n. 1, p.10-19, 2013. 10.1590/S0006-87052013005000019
FAO. The state of the world’s land and water resources for food and agriculture (SOLAW) – Managing systems at risk. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations; London: Earthscan, 2011. 285 p.
FORNASIERI FILHO, D. Manual da cultura do milho. Jaboticabal: FUNEP, 2007. 576 p.
GUNDALE, M. J.; DE LUCA, T. H. Charcoal effects on soil solution chemistry and growth of Koeleria macrantha in the ponderosa pine/Douglas-fir ecosystem. Biology and Fertility of Soils, v. 43, n. 3, p. 303-311. 2007. 10.1007/s00374-006-0106-5
HOLANDA, J. S.; AMORIM, J. R. A.; FERREIRA NETO, M.; HOLANDA, A. C. Qualidade da água para irrigação. IN: GHEYI, H. R.; DIAS, N. S.; LACERDA, C. F. Manejo da salinidade na agricultura: Estudos básicos e aplicados. Fortaleza: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Salinidade, 2010. p. 43-61.
IBGE. Levantamento Sistemático da Produção Agrícola - junho 2017. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/home/lspa/brasil. Acesso em 17/07/2017.
JEFFERY, S.; VERHEIJEN, F. G. A.; VAN DER VELDE, M.; BASTOS, A. C. A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta-analysis. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 144, n. 1, p. 175-187, 2011. 10.1016/j.agee.2011.08.015
LACERDA, C. F.; SOUSA, G. G.; SILVA, F. L. B.; GUIMARÃES, F. V. A.; SILVA, G. L.; CAVALCANTE, L. F. Soil salinization and maize and cowpea yield in the crop rotation system using saline waters. Engenharia Agrícola, v.31, n.4, p.663-675, 2011. 10.1590/S0100-69162011000400005
LEHMANN, J.; SILVA JR.; J. P., STEINER, C.; NEHLS, T.; ZECH, W.; GLASER, B. Nutrient availability and leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Central Amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments. Plant and Soil, v. 249, n. 2, p. 343–357. 2003. 10.1023/A:1022833116184
LEWIS, O. A. M.; LEIDI, E. O; LIPS, S. H. Effect of nitrogen source on growth response to salinity stress in maize and wheat. New Phytologist, v. 111, n. 2, p. 155-160, 1989. 10.1111/j.1469-8137.1989.tb00676.x
LIU, Z.; DUGAN, B.; MASIELLO, C. A.; GONNERMANN, H. M. Biochar particle size, shape, and porosity act together to influence soil water properties. PLoS ONE 12(6): e0179079. 2017. 10.1371/journal.pone.0179079
MACHADO, V. J.; SOUZA, C. H. E. Disponibilidade de fósforo em solos com diferentes texturas após aplicação de doses crescentes de fosfato monoamônico de liberação lenta. Bioscience Journal, v. 28, suplemento 1, p. 1-7, 2012.
MADARI, B. E.; COSTA, A. R.; CASTRO, L. M.; SANTOS, J. L. S.; BENITES, V. M.; ROCHA, A. O.; MACHADO, P. L. O. A. Carvão vegetal como condicionador de solo para arroz de terras altas (cultivar primavera): Um estudo prospectivo. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 125. 2006. 2p. (Comunicado Técnico 125).
MAIA, C. M. B. F.; SOHI, S. P. The effect of biochar on soil-carbon stabilization in a highly SOM depleted soil. 3rd IBI Meeting, Rio de Janeiro, Proceedings, 2010.
MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006. 638 p.
MELO, I. G. C. Efeitos do carvão vegetal no solo e sobre cultivos de feijão-caupi em ambiente protegido. 2016. 97f. Tese (Doutorado em Manejo de Solo e Água) Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró. 2017.
MIRANDA, M. A.; OLIVEIRA, E. E. M.; SANTOS, K. C. F.; FREIRE, M. B. G. S.; ALMEIDA, B. G. Condicionadores químicos e orgânicos na recuperação de solo salino-sódico em casa de vegetação. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 15, n. 5, p. 484–490, 2011. 10.1590/S1415-43662011000500008
MOREIRA, S. G.; LUPPI, R. M.; LIMA, C. G.; MARUCCI, R. C.; RESENDE, Á. V.; BORGES, I. D. Massa seca e macronutrientes acumulados em plantas de milho cultivadas sob diferentes espécies de cobertura. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.13, n.2, p. 218-231, 2014. 10.18512/1980-6477/rbms.v13n2p218-231
NÓBREGA, I. P. C. Efeitos do biochar nas propriedades físicas e químicas do solo: sequestro de carbono no solo. 2011. 38 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia do Ambiente) – Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2011.
NOVAK, J. M.; RO, K. S.; OK, Y. S.; SIGUA, G. C.; SPOKAS, K. A.; UCHIMIYA, S. M.; BOLAN, N. Biochars multifunctional role as a novel technology in the agricultural, environmental, and industrial sectors. Chemosphere, v. 142, n. 1, p. 1-3, 2016. 10.1016/j.chemosphere.2015.06.066
PETTER, F. A. Biomassa carbonizada como condicionador de solo: aspectos agronômicos e ambientais do seu uso em solos de cerrado. 2010.130 f. Tese (Doutorado em Agronomia) Universidade Federal de Goiás, Goiânia. 2010.
PETTER, F. A.; MADARI, B. E. Biochar: Agronomic and environmental potential in Brazilian savannah soils. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 16, n. 7, p. 761-768, 2012. 10.1590/S1415-43662012000700009
RAJKOVICH, S.; ENDERS, A.; HANLEY, K.; HYLAND, C.; ZIMMERMAN, A. R.; LEHMANN, J. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. Biology and Fertility of Soils, v. 48, n. 3, p. 271–284, 2012. 10.1007/s00374-011-0624-7
RICHARDS, L. A. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Washington: U. S. Salinity Laboratory, 1954. (USDA. Agriculture handbook, 60).
SANTOS, H. G. dos; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; CUNHA, T. J. F.; OLIVEIRA, J. B. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3.ed. Brasília: Embrapa, 2013. 353p.
SHARPLEY, A. N.; MEISINGER, J. J.; POWER, J. F., SUAREZ, D. L. Root extraction of nutrients associated with long-term soil management. In: STEWART, B. (Ed.), Advances in soil science. New York: Springer Verlag, 1992. p.151-217.
SILVA, E. M.; LACERDA, F. H. D.; MEDEIROS, A. S.; SOUZA, L. P.; PEREIRA, F. H. F. Métodos de aplicação de diferentes concentrações de H2O2 em milho sob estresse salino. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 11, n.3, p. 1-7, 2016. 10.18378/rvads.v11i3.4343
SOHI, S. P.; KRULL, E.; LOPEZ-CAPEL, E.; BOL, R. A review of biochar and its use and function in soil. Advances in Agronomy, v. 105, p. 47-82, 2010. 10.1016/S0065-2113(10)05002-9
SOUSA, G. G.; LACERDA, C. F.; SILVA, G. L.; FREITAS, C. A. S.; CAVALCANTE, L. F.; SOUSA, C. H. C. Acumulação de biomassa, teores e extração de micronutrientes em plantas de milho irrigadas com águas salinas. Revista Agropecuária Técnica, v. 31, n. 2, p. 1-10, 2010.
SOUSA, G. G.; MARINHO, A. B.; ALBUQUERQUE, A. H. P.; VIANA, T. V. A.; AZEVEDO, B. M. Crescimento inicial do milho sob diferentes concentrações de biofertilizante bovino irrigado com águas salinas. Revista Ciência Agronômica, v. 43, n. 2, p. 237-245, 2012. 10.1590/S1806-66902012000200005
SOUZA, F. G.; FARIAS, S. A. R.; FERREIRA FILHO, J. G. A.; BRITO, K. Q. D. Comportamento dos teores de sais em perfil de solo com vegetação nativa e culturas irrigadas. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 11, n. 2, p. 60-65, 2016. 10.18378/rvads.v11i2.4049
STEINER, C.; DAS, K. C.; MELEAR, N.; LAKLY, D. Reducing nitrogen loss during poultry litter composting using biochar. Journal of Environmental Quality, v. 39, n. 4, p. 1236-1242, 2010. 10.2134/jeq2009.0337
THOMAS, S. C.; FRYE, S.; GALE, N.; GARMON, M.; LAUNCHBURY, R.; MACHADO, N.; MELAMED, S.; MURRAY, J.; PETROFF, A.; WINSBOROUGH, C. Biochar mitigates negative effects of salt additions on two herbaceous plant species. Journal of Environmental Management, v. 129, n. 1, p. 62-68, 2013. 10.1016/j.jenvman.2013.05.057
UZOMA, K. C.; INOUE, M.; ANDRY, H.; FUJIMAKI, H.; ZAHOOR, A.; NISHIHARA, E. Effect of cow manure biochar on maize productivity under sandy soil condition. Soil Use and Management, v. 27, n. 2, p. 205-212, 2011. 10.1111/j.1475-2743.2011.00340.x
ZHANG, Y.; IDOWU, O. J.; BREWER, C. E. Using agricultural residue biochar to improve soil quality of desert soils. Agriculture, v. 6, n. 1, p.1-11, 2016. 10.3390/agriculture6010010