Palestra do Engenheiro Agrônomo Dr. Segundo Urquiaga no Simpósio Ano Internacional das Leguminosas realizado no Campus da UFRRJ em Campos dos Goytacazes em 12 e 13 de maio de 2016. Promovida pela AEARJ e SEEA.

1. Importância das leguminosas na produção
de alimentos e proteção do meio ambiente
Segundo Urquiaga
Marcio Reis Martins
Bruno Alves
Claudia Jantalia
Robert Boddey
AEARJ, Campos dos Goytacazes (RJ), 13 Maio, 2016
Agrobiologia

2. Relação inicial do homem com a
natureza:
A abundância de alimentos distribuídos
ao acaso favoreceu a vida do homem
caçador, pescador e coletor de frutos: O
Homem nómada.

3. Origem dos alimentos agrícolas
atualmente disponíveis
• Novo mundo: Batatinha, milho, feijão,
amendoim, tomate, abóbora, pimenta,
abacate, baunilha, tabaco, frutas, etc.
• Velho mundo: Soja, ervilha, grão de
bico, lentilha, Trigo, arroz, cevada,
aveia, hortaliças, frutas, etc.

4. Leguminosas de
grão, alimento
importante
no antigo Peru.
Cultura Moche,
100 a 700 anos dc

5. O amendoim na cultura mochica,
No antigo peru.

6. Leguminosas de grão

7. A Fixação Biológica de
nitrogênio do ar
Processo realizado por
microrganismos de vida livre y
associados a plantas

8. SOJASOJA
AA leguminosa dede
grão com maior
beneficiobeneficio deda
Fixação Biológica dede
Nitrogênio.
53 Mha em América Latina

9. Pesquisa em
FBN permitiu
o avanço da
cultura da
SOJA no
Brasil.

11. Produção nacional: 96 Mt. (2014/2015) (CONAB, abril 2015)
Área: 31,6 Mha. Rendimiento 3.033 kg ha-1
Estimativa do N-FBN = 5,37 Mt. (US$ 8586 milhões)
Soja

12. O feijoeiro
Alimento básico da maioria da
população tropical do mundo.
Mundo: 31,1 Mha; 26,1 Mt.
Brasil: 3,03Mha; 3,18Mt
A FBN ainda não tem
alcançado os níveis
desejados: < 30%.

13. Variabilidade de resposta do feijoeiro á
inoculação com Rhizobium

14. Contribuição da FBN em cultivares de feijão comum em
diferentes Países de América Latina
Países
Brasil
Ano FBN
% (kg/ha)
Número
de
cultivares
Goiânia 1987 12-25 4-12 17
Piracicaba 1987 19-53 11-53 7
Chile 1987 38-60 27-62 21
1988 27-60 25-115 12
Colômbia 1985 32-47 18-36 9
Guatemala 1989 (Verão) 69-73 92-125 10
1989 (Inverno) 22-57 12-50 10
México,
Irapuato
1987 5-58 7-108 20
Colima
1988 (Inverno) 0-50 0-70 17
Peru 1986 (Inverno) 24-56 15-59 20
1988 (Verão) 13-56 7-81 2
Hardarson et al., 1993

16. Feijão bem nodulado com produtividade
superior a 2.500 kg ha-1
(Cuba)

17. Grão
Variedades Rendimiento N-Total FBN1
kg.ha-1
% kg.ha-1
BAT - 58 2.009 53 67 36
Bolita 42 2.331 64 65 42
CC – 25-9 (C) 1.800 46 55 25
CC – 25-9 (N) 2.430 70 65 46
CC – 25-9 (R) 2.719 77 64 49
Guira 89 2.340 67 65 44
CIAT – 125 1.410 39 0 0
1
FBN, contribuição baseada na técnica de diluição isotópica de 15
N,
usando como referencia a variedad no nodulante CIAT–125.
Hernandez G., Dueñas G., Urquiaga S. (En preparação)
Contribuição da FBN no Rendimento de
feijão comum (P. vulgaris L.) em Cuba

18. CAUPI, BRS MazagãoTestemunha Inoculada c/ BR 3262
Cv. Pretinho precoce

19. Tratamento sem calcário e sem P. 35
dias (DAE).
Tratamento com calcário e com P. 35
dias (DAE).
FEIJÃO-CAUPI – EM RORAIMA
A eficiência da FBN depende do estado nutricional da
cultura.

20. 200
kg
Desempenho da cultura do feijão-caupi em áreas demonstrativas em pequenas
propriedades no estado do Maranhão. Zilli et al., Em preparação.

21. Adubos
Verdes

22. Adubos
Verdes
N adubo
verde
Rendimento de milho Incremento no
rendimento
kg ha-1
- Ad. Verde + Ad. Verde
Região tropical Mg ha-1
%
Mucuna 117 3.7 6.3 70
Canavalia 156 3.7 6.1 65
Crotalaria 170 3.7 5.8 57
Cajanus cajan 229 3.3 7.0 112
Região
temperada
Vicia 158 4.7 9.1 93
Lupino 213 4.5 9.8 117
Trevo 126 5.5 7.3 33
Trevo + Vicia 70 3.8 4.3 15
Efeito dos adubos verdes na produção de
milho
FAO, 1996

23. Mucuna Adubo-verde
(C. Rica)
Consorcio de milho e
feijão (Guatemala)
Agricultura
orgânica (Brasil)
Consórcio de Milho e Mucuna
(Honduras)

24. FBN1
em Leguminosas de Cobertura
Vegetal e sua Influencia na Nutrição
Nitrogenada do Banano var.Nanicão

25. Contribuição da FBN na cultura de fava e seu
efeito residual na cultura de batatinha
FBN
+172 kg N/ha
Vagens
-72 kg N/ha
N-Total
+191 kg/ha
Tubérculos
-81 kg N/ha
Entrada = + 172 kg N/ha
Saída = - (72 + 81) = 153 kg N/ha
Balanço = +19 kg N/ha
FAVA
RESIDUOS
Batatinha
N-Total
+115 kg/ha

26. Usina Coruripe, Al. Plantio de 6000 ha por ano de crotalaria
Semeadura de adubo verde encima da palha
potencializa a FBN e melhora a fertilidade do solo

27. Adubos verdes
em Guatemala.
Boa nodulação:
> 70% FBN

28. Rendimentodegrão(Mg.ha
-1
)
3
4
5
6
7
8
9
a
PD PC
Tremoço/Milho Aveia/Milho
abb
c
+ 120 kg+ 120 kg
N/haN/ha
+ 120 kg+ 120 kg
N/haN/ha
- N- N- N- N
PD PC
Influência do tremoço-adubo verde e do preparoInfluência do tremoço-adubo verde e do preparo
do solo (PD e PC) no rendimento de milho,do solo (PD e PC) no rendimento de milho,
Londrina, PR.Londrina, PR.
(Alves, et al 2001)
Eficiência da fertilização
Agrobiologia

29. Londrina, Parana State - South Region

30. BalançodeN(kgN/ha)-100
- 50
0
50
100
150
200
S S
S
S
T
Tr
M
MA
Balanço de N em TrêsBalanço de N em Três
Rotações de CultivoRotações de Cultivo
Zotarelli, Alves, Urquiaga, Boddey, 2000
Soja Trigo Tremoço Milho Aveia
Agrobiologia

33. Safras de verão
2000/2001 2001/2002 2002/2003 2004/2005
tonha-1
0
2
4
6
8
10
Milho após tremoço
Milho após aveia + 80 kg N ha-1
Lupinos (Lupinus albus) como adubo verde (~5 a
8 ton MS/ha) para a cultura de milho,
comparado com aveia preta (Avena strigosa) + N

34. Cobertura verde / incorporação de N
no sistema – EPAGRI - Santa

35. 1,5 m
Sisterma radicular profundo

36. Se bem o adubo verde obtém N de ar, o destino do N no solo é similar ao dos
fertilizantes!!!

37. B. brizantha
4 anos
B. brizantha
9 anos
Pastagem degradada
(113Mha)
As leguminosas na produção pecuária e na
recuperação de pastagens degradadas

39. 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 0,5 1 1,5 2
GPV (kg/dia)
gCH4/kgGPV
Fonte: Kurihara et al. 1998
Pastagem tropical
cereais
A taxa de emissão de Metano (gCH4/kg GPV) varia
com o ganho de peso vivo (Qualidade da forragem)

41. Pastagem consorciada de B.
ruziziensis/S. guianensis cv Mineirão,
Uberlândia MG.
S. guianensis evita a
perda de peso
animal na época
seca do Cerrado
Ganhodepesovivo(g/dia)
Períodos de avaliação
Abr Jun Ago Oct
Brachiaria
Brachiaria/Stylosanthes
Agrobiologia

42. Leguminosas Forrageiras em pastagens
de Brachiaria
Estilosantes cvs.
Mineirão e Campo
Grande
Robert Macedo
Efeito da aplicação de 50 kg N/ha ou consórcio
com estilosantes no ganho de peso de bovinos
de corte (out 2002 a nov 2003)
Tratamento Ganho
Peso Diário
g
B. decumbens (Bd) 266 C
Bd + 50 kg N ha-1
362 B
Bd + Estilosathes 510 A
CV% 26
17

43. Produção de feno no Piauí

44. Nas regiões subtropicais deNas regiões subtropicais de
América Latina a FBN nasAmérica Latina a FBN nas
leguminosas forrageirasleguminosas forrageiras
garantem a totalidade do Ngarantem a totalidade do N
utilizado na produção de carne eutilizado na produção de carne e
leite.leite.
Consorcio:Consorcio: LoliumLolium perenneperenne ee
Trifolium repens.Trifolium repens.
A contribuição da FBN naA contribuição da FBN na
leguminosa foi estimada emleguminosa foi estimada em
83 %.83 %.

45. Nitrogênio total e derivado da FBN acumulado pelo trevo
branco (T. repens L.) crescendo consorciado com Azevem
(Lolium perenne L.) num Andisol de Chiloé, Chile. Ano
1997/98.
Tratamentos N acumulado pelo trevo branco
N-total FBN
kg ha-1
ano-1
kg ha-1
ano-1
%
Testemunha
Sem cal 28,6d 22,7d 84,7
Com cal 42,8c 34,6c 80,8
Fertilização completa
Sem cal 86,4b 75,3b 87,2
Com cal 130,5a 113,8a 87,2
Fuente: Campillo R., Undurraga P., Pino I & Urquiaga S. (2005)

46. EstilosantesEstilosantes
favorecendofavorecendo
a sojaa soja

47. Agrofloresta: Sequeiro interior de Chile

48. As leguminosas na mitigação do
efeito estufa da agricultura:
•Aumento da matéria orgânica e o
Sequestro de carbono no solo.

49. 1 kg de N fertilizante
10,7 kg de gases equivalente de CO2
Adubação
com N
industrial
4,3 kg
de gases
eq.CO2
6,4 kg
de gases
eq.CO2
Síntese + transporte
N2O

50. 0 1 2 3
Nitrogênio Total - g.kg-1
Y=0.4 + 13.0 X
Nitrogênio Total (g.kg-1
)
Carbonoorgânicolábil
(g.kg-1
)
Relação entre o conteúdo de carbono
orgânico lábil e nitrogênio total num
Oxissolo do Cerrado.
(Sisti, Resck, Alves, Boddey, Urquiaga, 2001)
Embrapa Cerrados
Agrobiologia

51. C:N=11.7(0.1)
C:N=11.1(0.2)
RELAÇÃO ENTRE O CONTEÚDO DE C e N NOS SOLOS
DO MUNDO
Kirkby et al. Geoderma, 163:197-208, 2011
761 samples
59 samples

52. Bayer et al (2001)
Y=28.63+0.19 X
r2
=0.81 *
Relationship between the
added C or N by cropping
systems and (A) TOC and (B)
TN contents in 0-17,5 cm layer
of na Acrisol soil from
Southern Brazil.
Y=2634+0.28 X
r2
=0.76 *
A
B
Cropping systems
1. Cl + Sp/Ma
2. O/M
3.O + V/M + Vg
4.F/M + DI
5.O + CI/M
6.Ma
7.M + C
8.F/M
9.Di
10.BS
Cl = clover, Sp = Spergula,
M = maize, O=oat, V=Vicia,
Vg =Vigna, DI= Dolichos,
Ma=Macroptillium, C = Cajanus,
F = Fallow, Di = Digitaria,
BS = bare soil.
7
3
4
6
5
98
10
2
1
7
3
46
5
9
8
10
2
1

53. Pillon (2001)
•Relação entre o C ou N
adicionado por sistemas
de culturas e o conteúdo
total de C (A) e N (B) na
camada de 0-30 cm de
um solo Acrisol do sul
do Brasil.
NTde0-30cm(Mgha-1
)
Y=46.96+0.15 X
r2
=0.98 P<0,05
A
1
2
3
4
COTde0-30cm(Mgha-1
)
Adição de C pelas culturas em 16 anos (kg ha-1
)
Y=3834+0.23 X
r2
=0.99 P<0,005
B
1
2
3
4
1- Pousio/milho
2- Aveia/milho
3- Siratro
4- Lab/milho
Adição de N pelas culturas em 16 anos (kg ha-1
)

54. “No tillage farming is an
important technology to
improving soil processes,
controlling soil erosion,
and reducing tillage costs,
and these are sufficient
reasons to promote the
conversion of plow tillage to
no-tillage farming,
but the idea that no-tillagebut the idea that no-tillage
would also enhance soilwould also enhance soil
organic carbon sequestrationorganic carbon sequestration
as an additional benefit of no-as an additional benefit of no-
tillage technology needs atillage technology needs a
careful reexamination.”careful reexamination.”
H. Blanco-Canqui & Rattan Lal.
SSSAJ, 72 (3):693-701. Junho, 2008

55. O seqüestro de C é
uma conseqüência do
sistema de manejo
com alta produção de
resíduos e balanço
positivo de N
A reposição dos nutrientes,
especialmente N, exportados
com a colheita é fundamental
para repor as reservas de N do
solo e garantir os estoques de
MOS, que respondem pela
fertilidade da grande maioria
dos solos brasileiros.

56. Pastura asociada de B. dictyoneura/Arachis pintoi

57. Consorcio Brachiaria x Desmodium

58. Conteúdo de C no solo após 9 anos sob uma pastagem de Brachiaria
humidicola, consorciação com de B. humidicola/Desmodium
ovalifolium¶
, sob uma floresta secundaria adjacente e sob uma
pastagem degradada na região da Mata Atlântica (Itabela, BA). Media
de 3 perfis, 3 amostras por camada.

59. Año
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93
Carbonoorgánicodelsuelo(gkg
-1
)
25
30
35
40
45
Cult. anuales
75% cultivos - 25% pasto
50% cultivos - 50% pasto
Studdert et al. 1997
Culturas anuais sob preparo convencional
Importância da rotação de culturas anuais com
pastagens (G/L) para manter/aumentar o
conteúdo de C orgânico de um solo (Argiudoll),
durante um período de 12 anos. Balcarce,
Argentina.
anos
Corgânicodosolo(gkg-1
)

60. Rotação lavoura-pasto
Anos
75 76 78 82 86 87 88 89 90 91 92
Matériaorgânica(%)
0
2
3
4
5
Rotação contínua de soja/milho
Pasto depois de lavoura
Lavoura depois de pasto
Sousa, et al., 1997
Años
0 2 4 6 8 10
Corgânicodelsuelo(gkg
-1
)
0
2
4
6
8
10
12
14
Díaz-Zorita et al. (1997)
Ciclo de culturas
anuais
Ciclo de pastagens
perenes
anos
Corgânicodosolo(gkg-1
)

61. Cultura
Área
(Mha)
Produção
(Mt)
N1
exportado
(1000 Mg)
Adubação2
efetiva
(1000 Mg N)
N3
FBN
(1000
Mg)
Ingresso4
Total de N
(1000 Mg)
Balanço total
de N (1000
Mg N)
Soja 32,09 96,24 5698 102 5.698 5.800 102
Milho 15,74 84,73 1339 612 134 745 -593
Feijão 3,03 3,19 111 109 33 142 31
Arroz 2,30 12,45 156 90 16 106 -50
Trigo 2,47 7,07 142 91 14 106 -37
Sorgo 0,72 1,97 30 20 3 23 -6
Total de culturas de grãos
Grãos 56,36 205,65 7.475 1025 5.895 6.922 -552
Cultura energética
Cana-de-
açúcar
9,00 634,80 527 432 184 617 90
Balanço Total de N:
culturas de grãos + cana-
de-açúcar
8.002 1.457 (18%)
6.079
(76%)
7.539 -463 (6%)
1
O N exportado do campo com os produtos colhidos foram calculados a partir dos teores de N de cada um dos produtos (Cunha, et al., 2013).
2
O N-fertilizante efetivo corresponde a 70% da quantidade total de N que foi aplicada a cada cultura, considerando a área plantada e a dose de N aplicada (Urquiaga &
Zapata, 2000; IFA,2011; Conab, 2015). 3
A contribuição da FBN foi calculada considerando os valores de 100% em soja, 35% em cana-de-açúcar, 30% em feijão e 10%
nas restantes culturas (S. Urquiaga; B.J.R. Alves; C. Jantalia; R.M. Boddey- Dados não publicados).
4
O ingresso de N nas culturas é a soma do N-fertilizante efetivo aplicado e a contribuição da FBN.
5
O balanço de N foi calculado pela diferença entre o ingresso de N ao sistema e a saída do nutriente com o produto colhido. No caso da saída ou exportação de N na
cultura de cana-de-açúcar considerou-se também as perdas de N com a queima da palha (5 kg N por tonelada de palha), que no último ano a área de cana queimada
correspondeu a 24% da área colhida (9 Mha).
Balanço de N na agricultura brasileira. Safra 2014/2015. Urquiaga
et al., em preparação.

62. Doses de inoculantes consumidas na agricultura brasileira (ANPII, Solon Araújo1
, dados
não publicados).
1
Comunicação pessoal. 2
A maioria é para milho e trigo, sendo que cerca de 80% do total
é consumido na cultura do milho
Culturas 2009 2010 2011 2012 2013 2014
--------------------------- Milhões de doses
-----------------------------------
Soja 19,87 14,99 18,98 19.174 27,47 34,2
Feijão 0,252 0,221 0,147 0,27 0,477 0,339
Caupi - - - 0,189 0,239 -
Gramíneas2
0,446 0,809 1,041 2,537 2,186 2,229
Outros 0,097 0,108 0,031 0,038 0,281 0,26
Total 20,66 16,13 20,2 22,21 30,65 37,03

63. É necessário aprimorar
o manejo da cultura,
aumentar o uso de
Inoculantes e dias de
campo como estratégia
de TT.

64. Somos
o
que
comemos!!!

65. Muito
obrigado

66. Emissões de gases de efeito estufa no mundo
IPCC Quarto Relatório
(AR4) – 2007
COCO22 de fontesde fontes
fósseisfósseis

67. Relação entre a concentração de carbono orgânico e
nitrogênio total num Latossolo sob plantio direto,
preparo convencional e floresta. Passo Fundo, RS.
Nitrogênio Total (g.kg-1)
0 1 2 3 4
5
Passo Fundo: LVSisti et al., 2001)

68. • Melhoria das propriedades físicas, químicas e
biológicas do solo
• Redução de pragas, enfermidades e ervas
daninhas
• Aumento da produção de cereais e forragem
• Redução do risco econômico pela
diversificação das atividades.
A TERCEIRA REVOLUÇÃO
TECNOLÓGICA DA
AGRICULTURA: A INTEGRAÇÃO
LAVOURA-PECUARIA (ILP)

69. 2005 2010
A diminuição da taxa de deflorestação da Amazônia de 19.014 a 6.418
km2
ano-1
Para 2005 foi estimado que as atividades antrópicas foram
responsaveis pela emissão de 2.030 Mt CO2eq.
Emissões de GEE por setor no Brasil
Total de emissão estimada em 2010: 1.250 Mt CO2eq.
2,03 Pg CO2eq. 1,25 Pg CO2eq.
Uma redução de 38.7 % em 5 anos!
35%
16%
57%
20%
32%
22%
11%7%

70. PLANTIO DIRETO
“No tillage farming is an
important technology to
improving soil processes,
controlling soil erosion,
and reducing tillage costs, and
these are sufficient reasons to
promote the conversion of plow
tillage to no-tillage farming,
but the idea that no-tillagebut the idea that no-tillage
would also enhance soil organicwould also enhance soil organic
carbon sequestration as ancarbon sequestration as an
additional benefit of no-tillageadditional benefit of no-tillage
technology needs a carefultechnology needs a careful
reexamination.”reexamination.”
H. Blanco-Canqui & Rattan Lal.
SSSAJ, 72 (3):693-701. Junho, 2008

71. Contribuição relativa de gases
provenientes de atividades antrópicas
ao efeito estufa
(adaptado de Krupa, 1997)

72. O solo é uma importante reserva de
carbono da terra
Sistemas Agrícolas: mitigação das emissões
de CO2.
Biota
560 Pg C Solo
2300 Pg
1550 Pg
750 Pg
Oceanos
38000 Pg
Geológica
5000 Pg
4000 Pg carvão
500 Pg petróleo
500 Pg gás
Atmosfera
760 Pg
(Lal,1999)

74. Massa de nódulos secos de 5 plantas de feijão-caupi em experimento de
campo para avaliação de diferentes doses de P. 35 dias após o plantio.

75. 170 80 80
A
Green Manure Urea + Polymer Urea Controle
TotalNitrogenAccumulated(kgha-1)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
A A
B
DryMatter(Mgha-1)
0
5
10
15
20
25
A
A
A
B
Drymatter(Mgha-1
)Totalnitrogemaccumulated(Mgha-1
)
Control
Influence of Canavalia ensiformis and urea
on the biomass yield of Elephant grass
Cameroon. Abril-sept, 2011. Acrisol soil.

76. The very low values of N2O emission rates in Ferralsols (Latossolos)
are closely associated with the high drainage rate of these soils and
with the high evapo-transpiration rate in tropical regions
Water infiltration in an Oxisol (Latossolo
Vermelho), Sto Antonio de Goiás, GO.
Soils which are flooded for
less than one day do not
show enough decrease in
redox potential to reduce
significantly the NO3
-
content (Sposito, 1989).

77. P
a
sto
s
d
eg
ra
d
a
d
o
s
Redução de riscos de erosão

79. 79

80. Soja com baixa produtividade

81. ESTILOSANTES CAMPO GRANDE
U
M
P
A
R
C
EIR
O
D
A
SU
ST
EN
T
A
B
ILID
A
D
E
!

83. Terraço Sintomas de nematoses na soja
Pratylenchus brachyurus

84. La Revolución Verde (Años 60):
Tecnología basada en:
. Mejoramiento genético de plantas
. Uso intensivo de fertilizantes

85. Consumo global anual de N-fertilizante de 1960 a 2015Consumo global anual de N-fertilizante de 1960 a 2015
Fonte: (IFA, 2014 e IFA-DATA 2016). (f) previsão

86. Consumo de fertilizantes nitrogenados no BrasilConsumo de fertilizantes nitrogenados no Brasil
Fonte: (IFA-DATA 2016, IPNI, 2016).

87. Consumo de energía fósil pelo uso dos tres maiores nutrientes
minerais das culturas
Aplicação
Transporte
Embalagem
Produção

88. 1 kg de N fertilizante
10.7 kg de gases equivalente de CO2
Adubação
com N
industrial
4,3 kg
de gases
eq.CO2
6,4 kg
de gases
eq.CO2
Síntese + transporte
N2O

89. Crescimento da população no mundo
14% da população mundial sofre de má nutrição = 900 Mhab (A
maioria em Ásia). No Sub-Saara a fome prevalece acima de 30% da
população. FAO (2003, 2004)
Época/anos População (Mhab)
Romana 250
Renascimento 500
1810 1000
1830 2000
1975 4000
2005 6000
2055 8000

90. Limitada disponibilidade de solos férteis

91. Baixa tecnologia agrícola (No fertilização): Pobreza y
subdesenvolvimento > fome