Nutrient content and accumulation in sugarcane under mineral fertilization and high doses of vinasse
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n2p565Keywords:
Saccharum officinarum, Mineral nutrition, Residue use.Abstract
Vinasse, a waste from ethanol production, has been widely used as a means of fertigation in sugarcane. However, high dose limits application at and its effects on nutrient absorption and accumulation by the crop are not known. The aim of this study was to evaluate and compare, during the initial development of sugarcane, the effect of mineral fertilization and high doses of vinasse on the macronutrient and sodium contents of the top visible dewlap (TVD) leaf and their respective accumulations in the aerial part of the crop. The experiment was carried out in 100-dm3 pots filled with Argisol. The treatments consisted of five doses of vinasse (0, 150, 300, 600 and 1200 m3 ha-1) and an additional treatment with no vinasse and mineral fertilizer (500 kg ha-1 of the NPK 14-24-18 formulation). The levels of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sodium were evaluated in the TVD leaf at 120 days after planting and their accumulation in the aerial part of the plant at 210 days. Data were subjected to analysis of variance and compared using regression analysis and orthogonal contrasts. The vinasse doses applied did not adequately nourish the crop in macronutrients. Mineral fertilization provided higher N and P levels. The highest doses of vinasse provided higher levels of K, Ca and Mg and larger accumulations of N, P, K and Na, but were detrimental to the accumulation of Ca. The descending order of accumulation of macronutrients and sodium with mineral fertilization was P> Ca> N> K> Mg> Na. For the application of vinasse, the descending order was K> P> Ca> N> Na> Mg. In the absence of mineral fertilization and vinasse, the descending order was P> Ca> K> N> Mg> Na.Downloads
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Ahmad, I., & Maathuis, J. M. (2014). Cellular and tissue distribution of potassium: physiological relevance, mechanisms and regulation. Journal of Plant Physiology, 171(9), 708-714. doi: 10.1016/j.jplph.2013. 10.016
Aquino, G. S., Medina, C. C., Brito, O. R., & Fonseca, I. C. B. (2015). Changes in soil chemical reactions in response to straw sugar cane and vinasse. Semina: Ciências Agrárias, 36(4), 2493-2506. doi: 10.5433/ 1679-0359.2015v36n4p2493
Barbosa, E. A. A., Arruda, F. B., Pires, R. C. M., Silva, T. J. A., & Sakai, E. (2012). Cana-de-açúcar fertirrigada com vinhaça e adubos minerais via irrigação por gotejamento subsuperficial: ciclo da cana-planta. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16(9), 952-958. doi: 10.1590/S1415-43 662012000900005
Benito, B., Haro, R., Amtmann, A., Cuin, T. A., & Dreyer, I. (2014). The twins K+ and Na+ in plants. Journal of Plant Physiology, 171(9), 723-731. doi: 10.1016/j.jplph.2013.10.014
Borges, L. de A. B., Madari, B. E., Leandro, W. M., Fernandes, P. M., Silva, E. A., Silva, M. R., & Silva, M. A. S. (2015). Nutritional state and productivity of organic sugarcane in Goias, Brazil. Journal of Agronomy, 14(1), 6-14. doi: 10.3923/ja.2015.6.14
Büll, L. T., Mello, A. F., Soares, E., & Boareto, A. E. (1993). Influência da relação K/(Ca + Mg) do solo na produção de matéria seca e na absorção de potássio por gramíneas e leguminosas forrageiras: I. Absorção de potássio em função da espécie vegetal. Cientifica, 21, 55-66.
Carvalho, J. M., Andreotti, M., Buzetti, S., & Carvalho, M. P. (2013). Produtividade de cana soca sem queima em função do uso de gesso e vinhaça. Pesquisa Agropecuária Tropical, 43(1), 1-9. doi: 10. 1590/S1983-40632013000100001
Cavalcanti, F. L. A.; Santos, J.C. P.; Pereira, J. R.; Leite, J. P.; Silva, M. C. L.; Freire, F. J.; Silva, D. J.; Sousa, A. R.; Messias, A. S.; Faria, C. M. B.; Burgos, N.; Lima Júnior, M. A.; Gomes, R. V.; Cavalcanti, A. C.; Lima, J. F. W. F. (2008). Recomendações de adubação para o estado de Pernambuco: 2ª aproximação (3a ed.). Recife: Instituto Agronômico de Pernambuco, IPA.
Christofoletti, C. A., Escher, J. P., Correia, J. E., Marinho, J. F. U., & Fontanetti, C. S. (2013). Sugarcanevinasse: environmental implications of its use. Waste Management, 33(12), 2752-2761. doi: 10.1016/j.wasman.2013.09.005
Franco, H. C. J., Otto, R., Faroni, C. E., Vitti, A. C., Oliveira, E. C. A., & Trivelin, P. C. O. (2011). Nitrogen in sugarcane derived from fertilizer under Brazilian field conditions. Field Crops Research, 121(1), 29-41. doi: 10.1016/j.fcr.2010.11.011
Garcia, C. F. H., Souza, R. B., Souza, C. P., Christofoletti, C. A., & Fontanetti, C. S. (2017). Toxicity of two effluents from agricultural activity: comparing the genotoxity of sugar cane and orange vinasse. Ecotoxicologyand Environmental Safety, 142, 216-221. doi: 10.1016/j.ecoenv.2017.03.053
Grangeiro, L. C., Oliveira, F. C. L., Negreiros, M. Z., Marrocos, S. T. P., Lucena, R. R. M., & Oliveira, R. A. (2011). Crescimento e acúmulo de nutrientes em coentro e rúcula. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 6(1), 11-16. doi: 10.5039/agraria.v6i1a634
Malavolta, E. (2006). Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres.
Martinez, H. E. P., Carvalho, J. G., & Souza, R. B. (1999). Diagnose foliar. In: A. C. Ribeiro, P. T. G. Guimarães, V. V. H. Alvarez (Eds.), Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais - 5° Aproximação (pp. 126-151). Viçosa, MG: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais.
Meyer, J. H. (2013). Sugarcane nutrition and fertilization. In: J. H. Meyer, P. Rein, P., & Turner, K. (Eds.), Mathias (Eds.), Good management practices for the cane industry (pp. 133-180). Berlin, Germany: Bartens.
Nascimento, R., Souza, J. A., Moreira, A., & Moraes, L. A. C. (2017). Phosphogypsum and vinasse application: soil chemical properties and alfafa productivity and nutritional characteristics. Revista Caatinga, 30(1), 213-219. doi: 10.1590/1983-21252017v30n123rc
Oliveira, E. C. A., Freire, J. F., Oliveira, R. I., Freire, M. B. G. S., Simões, D. E., Neto, & Silva, S. A. M. (2010). Extração e exportação de nutrientes por variedades de cana-de-açúcar cultivadas por irrigação plena. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34(4), 1343-1352. doi: 10.1590/S0100-0683201000040 0031
Oliveira, E. C. A., Freire, J. F., Oliveira, R. I., Oliveira, A. C., & Freire, M. B. G. S. (2011). Acúmulo e alocação de nutrientes em cana-de-açúcar. Revista Ciência Agronômica, 42(3), 579-588.
Oliveira, R. I., Medeiros, M. R. F. A., Freire, C. S., Simões, D. E., Neto, & Oliveira, E. C. A. (2016). Nutrient partitioning and nutritional requirement in sugarcane. Australian Journal of Crop Science, 10(1), 69-75.
Ortegón, G. P., Arboleda, F. M., Candela, L., Tamoh, K., & Valdes-Abellan, J. (2016). Vinasse application to sugar cane fields. Effect of the unsaturated zone and groundwater at Valle del Cauca (Colombia). Science of the Total Environment, 539, 410-419. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.08.153
Pazuch, F. A., Nogueira, C. E. C., Souza, S. N. M., Micuanski, V. C., Friedrich, L., & Lenz, A. M. (2017). Economic evaluation of the replacement of sugar cane bagasse by vinasse, as a souce of energy in a power plant in the state of Paraná, Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 34-42. doi: 10.1016/j.rser.2017.03.047
Rhodes, R., Miles, N., & Hughes, J. C. (2018). Interactions between potassium, calcium, and magnesium in sugarcane grown on two contrasting soils in South Africa. Field Crops Research, 223, 1-11. doi: 10.10 16/j.fcr.2018.01.001
Ribeiro, A. C., Guimarães, P. T. G., & Alvarez, V. V. H. (Eds.). (1999). Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. Viçosa, MG: CFSEMG.
Schultz, N., Lima, E., Pereira, M. G., & Zonta, E. (2010). Efeito residual da adubação na cana-planta e da adubação nitrogenada e potássica na cana-soca colhidas com e sem a queima da palhada. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34(3), 811-820. doi: 10.1590/S0100-06832010000300023
Silva, F. C. (Ed.). (2009). Manual de análises química de solos, plantas e fertilizantes (2a ed.). Brasília, DF: EMBRAPA Informação Tecnológica.
Silva, J., Cazetta, J., & Togoro, A. (2015). Soil change induced by the application of biodigested vinasse concentrate, and its effects on growth of sugarcane. Chilean Journal of Agricultural Research, 75(2), 249-254. doi: 10.4067/S0718-58392015000200015
Silva, V. S. G., Oliveira, M. W., Oliveira, D. C., Oliveira, T. B. A., Pereira, M. G., & Nogueira, C. H. C. (2017). Nutritional diagnosis of sugarcane varieties in a Yellow Oxisoil during three agricultural seasons. African Journal of Agricultural Research, 12(1), 50-57. doi: 10.5897/AJAR2016.11865
Silveira, M. A. G., Vitusso, L., & Medina, N. H. (2015). Distribuição de potássio em cana-de-açúcar. Brazilian Journal of Radiation Sciences, 3(1A), 1-8. doi: 10.15392/bjrs.v3i1A.138
Zörb, C., Senbayram, M., & Peiter, E. (2014). Potassium in agriculture - Status and perspectives. Journal of Plant Physiology, 171(9), 656-669. doi: 10.1016/j.jplph.2013.08.008
Aquino, G. S., Medina, C. C., Brito, O. R., & Fonseca, I. C. B. (2015). Changes in soil chemical reactions in response to straw sugar cane and vinasse. Semina: Ciências Agrárias, 36(4), 2493-2506. doi: 10.5433/ 1679-0359.2015v36n4p2493
Barbosa, E. A. A., Arruda, F. B., Pires, R. C. M., Silva, T. J. A., & Sakai, E. (2012). Cana-de-açúcar fertirrigada com vinhaça e adubos minerais via irrigação por gotejamento subsuperficial: ciclo da cana-planta. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16(9), 952-958. doi: 10.1590/S1415-43 662012000900005
Benito, B., Haro, R., Amtmann, A., Cuin, T. A., & Dreyer, I. (2014). The twins K+ and Na+ in plants. Journal of Plant Physiology, 171(9), 723-731. doi: 10.1016/j.jplph.2013.10.014
Borges, L. de A. B., Madari, B. E., Leandro, W. M., Fernandes, P. M., Silva, E. A., Silva, M. R., & Silva, M. A. S. (2015). Nutritional state and productivity of organic sugarcane in Goias, Brazil. Journal of Agronomy, 14(1), 6-14. doi: 10.3923/ja.2015.6.14
Büll, L. T., Mello, A. F., Soares, E., & Boareto, A. E. (1993). Influência da relação K/(Ca + Mg) do solo na produção de matéria seca e na absorção de potássio por gramíneas e leguminosas forrageiras: I. Absorção de potássio em função da espécie vegetal. Cientifica, 21, 55-66.
Carvalho, J. M., Andreotti, M., Buzetti, S., & Carvalho, M. P. (2013). Produtividade de cana soca sem queima em função do uso de gesso e vinhaça. Pesquisa Agropecuária Tropical, 43(1), 1-9. doi: 10. 1590/S1983-40632013000100001
Cavalcanti, F. L. A.; Santos, J.C. P.; Pereira, J. R.; Leite, J. P.; Silva, M. C. L.; Freire, F. J.; Silva, D. J.; Sousa, A. R.; Messias, A. S.; Faria, C. M. B.; Burgos, N.; Lima Júnior, M. A.; Gomes, R. V.; Cavalcanti, A. C.; Lima, J. F. W. F. (2008). Recomendações de adubação para o estado de Pernambuco: 2ª aproximação (3a ed.). Recife: Instituto Agronômico de Pernambuco, IPA.
Christofoletti, C. A., Escher, J. P., Correia, J. E., Marinho, J. F. U., & Fontanetti, C. S. (2013). Sugarcanevinasse: environmental implications of its use. Waste Management, 33(12), 2752-2761. doi: 10.1016/j.wasman.2013.09.005
Franco, H. C. J., Otto, R., Faroni, C. E., Vitti, A. C., Oliveira, E. C. A., & Trivelin, P. C. O. (2011). Nitrogen in sugarcane derived from fertilizer under Brazilian field conditions. Field Crops Research, 121(1), 29-41. doi: 10.1016/j.fcr.2010.11.011
Garcia, C. F. H., Souza, R. B., Souza, C. P., Christofoletti, C. A., & Fontanetti, C. S. (2017). Toxicity of two effluents from agricultural activity: comparing the genotoxity of sugar cane and orange vinasse. Ecotoxicologyand Environmental Safety, 142, 216-221. doi: 10.1016/j.ecoenv.2017.03.053
Grangeiro, L. C., Oliveira, F. C. L., Negreiros, M. Z., Marrocos, S. T. P., Lucena, R. R. M., & Oliveira, R. A. (2011). Crescimento e acúmulo de nutrientes em coentro e rúcula. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 6(1), 11-16. doi: 10.5039/agraria.v6i1a634
Malavolta, E. (2006). Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres.
Martinez, H. E. P., Carvalho, J. G., & Souza, R. B. (1999). Diagnose foliar. In: A. C. Ribeiro, P. T. G. Guimarães, V. V. H. Alvarez (Eds.), Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais - 5° Aproximação (pp. 126-151). Viçosa, MG: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais.
Meyer, J. H. (2013). Sugarcane nutrition and fertilization. In: J. H. Meyer, P. Rein, P., & Turner, K. (Eds.), Mathias (Eds.), Good management practices for the cane industry (pp. 133-180). Berlin, Germany: Bartens.
Nascimento, R., Souza, J. A., Moreira, A., & Moraes, L. A. C. (2017). Phosphogypsum and vinasse application: soil chemical properties and alfafa productivity and nutritional characteristics. Revista Caatinga, 30(1), 213-219. doi: 10.1590/1983-21252017v30n123rc
Oliveira, E. C. A., Freire, J. F., Oliveira, R. I., Freire, M. B. G. S., Simões, D. E., Neto, & Silva, S. A. M. (2010). Extração e exportação de nutrientes por variedades de cana-de-açúcar cultivadas por irrigação plena. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34(4), 1343-1352. doi: 10.1590/S0100-0683201000040 0031
Oliveira, E. C. A., Freire, J. F., Oliveira, R. I., Oliveira, A. C., & Freire, M. B. G. S. (2011). Acúmulo e alocação de nutrientes em cana-de-açúcar. Revista Ciência Agronômica, 42(3), 579-588.
Oliveira, R. I., Medeiros, M. R. F. A., Freire, C. S., Simões, D. E., Neto, & Oliveira, E. C. A. (2016). Nutrient partitioning and nutritional requirement in sugarcane. Australian Journal of Crop Science, 10(1), 69-75.
Ortegón, G. P., Arboleda, F. M., Candela, L., Tamoh, K., & Valdes-Abellan, J. (2016). Vinasse application to sugar cane fields. Effect of the unsaturated zone and groundwater at Valle del Cauca (Colombia). Science of the Total Environment, 539, 410-419. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.08.153
Pazuch, F. A., Nogueira, C. E. C., Souza, S. N. M., Micuanski, V. C., Friedrich, L., & Lenz, A. M. (2017). Economic evaluation of the replacement of sugar cane bagasse by vinasse, as a souce of energy in a power plant in the state of Paraná, Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 34-42. doi: 10.1016/j.rser.2017.03.047
Rhodes, R., Miles, N., & Hughes, J. C. (2018). Interactions between potassium, calcium, and magnesium in sugarcane grown on two contrasting soils in South Africa. Field Crops Research, 223, 1-11. doi: 10.10 16/j.fcr.2018.01.001
Ribeiro, A. C., Guimarães, P. T. G., & Alvarez, V. V. H. (Eds.). (1999). Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. Viçosa, MG: CFSEMG.
Schultz, N., Lima, E., Pereira, M. G., & Zonta, E. (2010). Efeito residual da adubação na cana-planta e da adubação nitrogenada e potássica na cana-soca colhidas com e sem a queima da palhada. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34(3), 811-820. doi: 10.1590/S0100-06832010000300023
Silva, F. C. (Ed.). (2009). Manual de análises química de solos, plantas e fertilizantes (2a ed.). Brasília, DF: EMBRAPA Informação Tecnológica.
Silva, J., Cazetta, J., & Togoro, A. (2015). Soil change induced by the application of biodigested vinasse concentrate, and its effects on growth of sugarcane. Chilean Journal of Agricultural Research, 75(2), 249-254. doi: 10.4067/S0718-58392015000200015
Silva, V. S. G., Oliveira, M. W., Oliveira, D. C., Oliveira, T. B. A., Pereira, M. G., & Nogueira, C. H. C. (2017). Nutritional diagnosis of sugarcane varieties in a Yellow Oxisoil during three agricultural seasons. African Journal of Agricultural Research, 12(1), 50-57. doi: 10.5897/AJAR2016.11865
Silveira, M. A. G., Vitusso, L., & Medina, N. H. (2015). Distribuição de potássio em cana-de-açúcar. Brazilian Journal of Radiation Sciences, 3(1A), 1-8. doi: 10.15392/bjrs.v3i1A.138
Zörb, C., Senbayram, M., & Peiter, E. (2014). Potassium in agriculture - Status and perspectives. Journal of Plant Physiology, 171(9), 656-669. doi: 10.1016/j.jplph.2013.08.008
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2021-02-24
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Costa, M. S., Rolim, M. M., Silva, G. F. da, Simões Neto, D. E., & Pedrosa, E. M. R. (2021). Nutrient content and accumulation in sugarcane under mineral fertilization and high doses of vinasse. Semina: Ciências Agrárias, 42(2), 565–582. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n2p565
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