Growth rate and nutritional status of an organic coffee cropping system

Abstract

In view of the low N concentration in organic fertilizers, it is necessary to use high rates of such fertilizers to attend coffee crop requirements. Hence, N is the most limiting nutrient for organic coffee production. The objective of this work was to evaluate the influence of sunn hemp (Crotalaria juncea) organic fertilization on the growth and nutritional status of coffee cultivars, as well as to quantify plant biomass and N input derived from biological nitrogen fixation, and their effect on soil chemical characteristics. The experiment consisted of six coffee (Coffea arabica) cultivars intercropped with and without sunn hemp sown in November 2001 and pruned at mid-height 76 days later. At 175 days, the standing biomass of the legume was cut, measuring dry mass, total N, P, K, Ca, Mg, and 15 N natural abundance, resulting 16 t ha -1 of dry mass and the recycling of 444, 21, 241, 191, and 44 kg ha -1 of N, P, K, Ca, and Mg, respectively. Cultivars ‘Obatã’ and ‘Catuaí Vermelho’ presented the highest growth rates in terms of plant height, while cultivars ‘Icatu’ and ‘Oeiras’ presented the lowest rates. Biological nitrogen fixation associated to the legume introduced more than 200 kg ha -1 of N, which is a demonstration that N fertilization in organic cropping systems is a valuable alternative. Intercropping lead to a constant coffee leaf N content during the entire cropping cycle, contrary to what was observed in plots grown without sunn hemp.Devido a baixa concentração de N nos fertilizantes orgânicos, são necessárias doses elevadas dessas fontes para suprir as exigências do cafeeiro. Por esta razão, o N é o nutriente mais limitante na cafeicultura orgânica. O objetivo do trabalho foi avaliar, em sistema orgânico de produção, a influência da Crotalaria juncea no crescimento e estado nutricional de cultivares de café, bem como quantificar o aporte de biomassa vegetal e de N via fixação biológica, além do efeito sobre as características químicas do solo. O experimento foi constituído por seis cultivares de café (Coffea arabica), cultivadas com e sem Crotalaria juncea. A crotalária foi semeada em novembro de 2001, e aos 76 dias foi podada a meia altura. Aos 175 dias, foi cortada e quantificada a biomassa vegetal, os teores de N, P, K, Ca, Mg e a abundância natural de 15 N. O cultivo da crotalária proporcionou o aporte de 16 t ha -1 de matéria seca e a reciclagem de 444, 21, 241, 191 e 44 kg ha -1 de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente. Os cultivares ‘Obatã’ e ‘Catuaí Vermelho’ apresentaram as maiores taxas de crescimento em altura, enquanto os cultivares ‘Icatu’ e ‘Oeiras’, as menores taxas. A fixação biológica de N proporcionou um aporte de N superior a 200 kg ha -1 de N, demonstrando ser uma alternativa para o produtor fertilizar os sistemas orgânicos com N. O cultivo da crotalária permitiu que o teor de N acumulado no tecido foliar dos cafeeiros se mantivesse igual após um ciclo da cultura, ao contrário do que foi observado nas parcelas não cultivadas com a leguminosa.