Coffee seedling growthafter legume cultivation in soils with contrasting phosphorus contents

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25186/.v16i.1891

Abstract

Coffee seedling growth depends on soil phosphorus (P) availability and may be influenced by from pre-cultivation with legumes. Efficient and sustainable ways to increase the bioavailability of P through the recovery of P adsorbed by the soil matrix should be sought. This study proposed to evaluate the growth and P-use efficiency of coffee seedlings cultivated in soils with different P availability after cultivation with legumes. The experiment was carried out in a fully randomized design. Treatments were arranged in a factorial scheme [(2 x 4) + 1]: two soil types, pre-cultivation with four legume species, and one control (without
pre-cultivation). The studied soils comprised a Typical Acriferic Red Oxisol (LVwf) with low-P availability and a Typical Chernossolic Litholytic Entisol (RLm) with high-P availability. The legume species Crotalaria juncea, Cajanus cajan, Canavalia ensiformis, and Mucuna aterrima were previously cultivated for 45 days. Afterwards, coffee seedlings were transplanted to the pots, which were then grown for 120 days until evaluations. We assessed the following parameters: plant height (H), stem diameter (SD), shoot dry matter (SDM), root dry matter (RDM), total dry matter (TDM), and shoot contents of macronutrients. Our results showed that coffee seedlings grew more when cultivated in the high-P availability soil, with increments of 13.05% in H, 4.86% in SD, 46.98% in SDM, 17.61% in RDM, and 41.80% in TDM.We also observed an increase of 28.09% in shoot P contents for coffee seedlings grown in RLm. Moreover, pre-cultivation
with C. juncea provided the largest increases in coffee seedling growth compared to the control. When grown after C. ensiformis cultivation, coffee seedlings had the highest shoot contents of P, Ca, Mg, and S, which, compared to control, increased by 45%, 39%, 18%, and 17%, respectively.


Keywords: Canavalia ensiformis; Crotalaria juncea; Coffea arabica; phosphate fertilization; nutritional efficiency.

References

ABICHEQUER, A. D.; BOHNEN, H. Eficiência de absorção, translocação e utilização de fósforo por variedades de trigo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 22(1):21-26, 1998.

AMABILE, R. F.; CARVALHO, A. M. Histórico da adubação verde. In: CARVALHO, A. M.; AMABILE, R. F. (eds.). Cerrado: Adubação verde. Planaltina, DF: EMBRAPA Cerrados, p. 23-40, 2006.

AMARAL, J. F. T. D. et al. Eficiência de utilização de nutrientes por cultivares de cafeeiro. Ciência Rural, 41(4):621-629, 2011.

ARAUJO, J. B. S. et al. Nitrogen fertilization of coffee: Organic compost and Crotalaria juncea L. Revista Ceres, 60(6):842-851, 2013.

CARDOSO, R. G. S. et al. Intercropping period between species of green manures and organically-fertilized coffee plantation. Coffee Science, 13(1):23-32, 2018.

CASALI, C. A. et al. Mineralização das formas de fósforo do tecido de plantas de cobertura. Informações Agronômicas, 135:21-24, 2011.

DICKSON, A.; LEAF, A. L.; HOSNER, J. F. Quality appraisal of white spruce and white pine seedling stock in nurseries. Forest Chronicle, 36:10-13, 1960.

ELSER, J.; BENNETT, E. Phosphorus cycle: a broken biogeochemical cycle. Nature, 478:29-31, 2011.

FERREIRA, D. F. Sisvar: A guide for its bootstrap procedures in multiple comparisons. Ciência e Agrotecnologia, 38(2):109-112, 2014.

FONSECA, E. P. et al. Padrão de qualidade de mudas de Trema micrantha (L.) Blume, produzidas sob diferentes períodos de sombreamento. Revista Árvore, 26(4):515-523, 2002.

FRANCO JUNIOR, K. S. et al. Effect of intercropping in shading with crotalaria on the initial development of coffee tree. Coffee Science, 14(4):544-549, 2019.

JAEGGI, M. E. P. C. et al. Path analysis of vegetative characteristics in conilon coffee production consortiated with green fertilizers in tropical climate. Journal of Experimental Agriculture International, 40(2):1-11, 2019.

KOPPEN, W. Climatologia com um estudio de los climas de la tierra. México: Fondo de Cultura Económica, 1948. 478p.

LEMOS, V. T. et al. Ácido cítrico e fósforo no desenvolvimento e estado nutricional de mudas de café. Coffee Science, 10(3):298-308, 2015.

LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. 2. ed. São Paulo: Oficina de textos, 2010. 216p.

LORENZON, A. S.; DIAS, H. C. T.; LEITE, H. G. Precipitação efetiva e interceptação da chuva em um fragmento florestal com diferentes estágios de regeneração. Revista Árvore, 37(4):619-627, 2013.

MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, S. A. Avaliação do estado nutricional das plantas: Princípios e aplicações. Piracicaba: POTAFOS, 1997. 319p.

MASCARENHAS, H. A. A.; WUTKE, E. B. Adubação, nutrição e fatores climáticos limitantes ao desenvolvimento dos adubos verdes. In: LIMA FILHO, O. F. et al. (eds.) Adubação verde e plantas de cobertura no Brasil: Fundamentos e prática. Brasília, DF: EMBRAPA Agropecuária Oeste, p. 189-224, 2014.

NETO, A. P. et al. Analysis of phosphorus use efficiency traits in Coffea genotypes reveals Coffea arabica and Coffea canephora have contrasting phosphorus uptake and utilization efficiencies. Frontiers in plant science, 7:408, 2016.

NOVAIS, R. D. et al. Métodos de pesquisa em fertilidade do solo. Brasília: EMBRAPA SEA, p. 189-253, 1991.

NOVAIS, R. F.; SMYTH, T. J. Fósforo em solo e planta sob condições tropicais. Raleigh: Universidade Federal de Viçosa - North Carolina State University, 1999. 399p.

NZIGUHEBA, G.; BÜNEMANN, E. K. Organic phosphorus dynamics in tropical agroecosystems. In: TURNER, B. L.; FROSSARD, E.; BALDWIN, D. S. (Ed.). Organic phosphorus in the environment. Cambridge: CABI Publishing is a division of CAB International, p. 243-268, 2005.

PAULO, E. M. et al. Produtividade do cafeeiro Mundo Novo enxertado e submetido à adubação verde antes e após recepa da lavoura. Bragantia, 65(1):115-120, 2006.

RAIJ, B. V. Fertilidade do solo e adubação. Piracicaba, International Plant Nutrition Institute, 2011. 420p.

RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ, V. V. H. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5ª aproximação. Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, Viçosa: UFV, 1999. 359p.

SANTINATO, F. et al. Doses of phosphorus associated with nitrogen on development of coffee seedlings. Coffee Science, 9(3):419-426, 2014.

SILVA, M. D. S.; VITTI, G. C.; TREVIZAM, A. R. Concentração de metais pesados em grãos de plantas cultivadas em solo com diferentes níveis de contaminação. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 42(4):527-535, 2007.

SILVA, T. O. et al. Plantas de cobertura submetidas a diferentes fontes de fósforo em solos distintos. Semina: Ciências Agrárias, 32(4):1315-1326, 2011.

SILVA, I. M. et al. Respostas de genótipos de Coffea arabica à aplicação de fósforo em substrato com ácido cítrico. Revista de Ciências Agrárias, 62:1-7, 2019.

SOLTANGHEISI, A. et al. Changes in soil phosphorus lability promoted by phosphate sources and cover crops. Soil and Tillage Research, 179:20-28, 2018.

SUPRIYAD, R. W. et al. The effect of Crotalaria juncea plant in coffee ecosystem to the diversity and abundance of predators and parasitoids insects. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 120:12-20, 2019.

TEDESCO, M. J.; GIANELLO, C. Conjunto modulado em vidro para destilação a vapor de amônia pelo método kjeldahl. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 3:61-63, 1979.

TEIXEIRA, P. C. et al. Manual de métodos de análise de solos. 3.ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa, 2017. 574p.

TOMAZ, M. A. et al. Diferenças genéticas na eficiência de absorção, na translocação e na utilização de K, Ca e Mg em mudas enxertadas de cafeeiro. Ciência Rural, 38(6):1540-1546, 2008.

TOMAZ, M. A. et al. Eficiência relacionada à absorção e utilização de nitrogênio, fósforo e enxofre, em plantas de cafeeiros enxertadas, cultivadas em vasos. Ciência e Agrotecnologia, 33(4):993-1001, 2009.

VILELA, E. F. et al. Crescimento inicial de cafeeiros e fertilidade do solo adubado com mucuna, amendoim forrageiro ou sulfato de amônio. Coffee Science, 6(1):27-35, 2011.

VILELA JÚNIOR, D. et al. Initial growth of coffee seedling cultivars with different doses of nitrogen, phosphorus and potassium. Coffee Science, 12(4):552-561, 2017.

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Published

2021-07-29

How to Cite

PEREIRA, D. S.; COSTA, L. M. da; CARMO, D. L. do; ROCHA, A. C. T.; ALVES PEREIRA, A. Coffee seedling growthafter legume cultivation in soils with contrasting phosphorus contents. Coffee Science - ISSN 1984-3909, [S. l.], v. 16, p. e161891, 2021. DOI: 10.25186/.v16i.1891. Disponível em: https://coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/1891. Acesso em: 20 sep. 2024.