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Vermicomposted vegetal and animal residues are rich in nutrients and humic substances and thus can be applied to the soil as a source of functionalized organic matter (OM) and as an alternative to chemical fertilizers. In Southern Brazil, many animal and vegetal residues are easily accessible. Therefore, this study aimed to evaluate alterations in soil chemical properties and OM chemical composition in response to the application of local vermicomposted residues. The vermicomposts of: cattle manure (CM), sheep manure (SM), rice parboiling sludge (PS), CM+PS; SM+PS; CM+food waste (FW); SM+FW; CM+fruit waste (FRW); and SM+FRW were mixed with Acrisol (Argissolo) samples collected at 0.00-0.20 m layer, and the samples were incubated in plastic bags for 182 days. Soil samples without vermicomposts were also incubated (control). Overall, vermicomposts increased soil pH(H2O), exchangeable Ca and available P and K contents. The treatments with CM or SM with FW promoted carbon accumulation in the soil compared to the control, especially as humin. The humic acids of SM and PS were more oxygenated than the others, and oxygenation was apparently associated with aromatic structures. Fulvic acids of CM+PS showed the greatest oxygenation and aliphatic character. The relationship between vermicompost origin (animal or vegetal) and soil properties or OM composition was not clear. Aromaticity degree (H/C) and C/N ratio were similar in fulvic and humic acids, and oxygenation degree (O/C) as well as polarity index [(O+N)/C] were more efficient parameters to distinguish these humic fractions. We concluded that vermicomposts derived from cheap and easily available vegetal and animal residues in Southern Brazil have great potential as alternative fertilizers as well as sources of functionalized OM when applied to the soil, especially vermicomposts of rice parboiling sludge and cattle or sheep manure mixed with food waste.

Soils constructed after mining often have low carbon (C) stocks and low quality of organic matter (OM). Cover crops are decisive for the recovery process of these stocks, improving the quality of constructed soils. Therefore, the goal of this study was to evaluate the effect of cover crops on total organic C (TOC) stocks, C distribution in physical fractions of OM and the C management index (CMI) of a soil constructed after coal mining. The experiment was initiated in 2003 with six treatments: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactylon (T3), Urochloa brizantha (T4), bare constructed soil (T5), and natural soil (T6). Soil samples were collected in 2009 from the 0.00-0.03 m layer, and the TOC and C stocks in the physical particle size fractions (carbon in the coarse fraction - CCF, and mineral-associated carbon - MAC) and density fractions (free light fraction - FLF; occluded light fraction - OLF, and heavy fraction - HF) of OM were determined. The CMI components: carbon pool index (CPI), lability (L) and lability index (LI) were estimated by both fractionation methods. No differences were observed between TOC, CCF and MAC stocks. The lowest C stocks in FLF and OLF fractions were presented by T2, 0.86 and 0.61 Mg ha-1, respectively. The values of TOC stock, C stock in physical fractions and CMI were intermediate, greater than T5 and lower than T6 in all treatments, indicating the partial recovery of soil quality. As a result of the better adaptation of the species Hemarthria and Brizantha, resulting in greater accumulation of labile organic material, the CPI, L, LI and CMI values were higher in these treatments, suggesting a greater potential of these species for recovery of constructed soils. Solos construídos após mineração frequentemente apresentam baixos estoques de carbono (C) e baixa qualidade de matéria orgânica (MO). As plantas de cobertura são cruciais para o processo de recuperação desses estoques, melhorando a qualidade do solo construído. Este trabalho objetivou avaliar o efeito de coberturas vegetais sobre o estoque de C orgânico total (COT), a distribuição do C em frações físicas da MO e o índice de manejo de C (IMC) de um solo construído após mineração de carvão. O experimento foi instalado em 2003 e seis tratamentos foram implementados: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactilon (T3), Urochloa brizantha (T4), solo construído descoberto (T5) e solo natural (T6). Amostras de solo foram coletadas em 2009, na camada de 0,00-0,03 m, onde foram determinados o estoque de COT e o de C nas frações físicas granulométricas (carbono da fração grosseira - CFG; e carbono associado aos minerais - CAM) e densimétricas (fração leve livre - FLL; fração leve oclusa - FLO; e fração pesada - FP) da MO do solo. Os componentes do IMC: índice de estoque de carbono (IEC), labilidade (L) e índice de labilidade (IL) foram estimados a partir de ambos os métodos de fracionamento. Não foram observadas diferenças nos estoques de COT, CFG e CAM, e os menores estoques de C nas frações FLL (0,86 Mg ha-1) e FLO (0,61 Mg ha-1) foram apresentados pelo T2. Todos os tratamentos apresentaram valores intermediários de estoque de COT, C nas frações físicas e IMC, maiores que T5 e menores que T6, indicando a recuperação parcial da qualidade do solo. Em decorrência da maior adaptação das espécies Hemártria e Brizanta, resultando em maior acúmulo de material orgânico lábil, esses tratamentos apresentaram maior IEC, L, IL e IMC, sugerindo maior potencial dessas espécies para recuperação do solo construído.

A eficiência de absorção de um nutriente pela planta é função de seus atributos morfológicos e fisiológicos, que podem variar entre cultivares da mesma espécie. Realizou-se um estudo para determinar os parâmetros morfológicos de raiz e os cinéticos de absorção de potássio (K), em genótipos de arroz irrigado. O experimento foi conduzido em vasos, em laboratório com luz artificial. Os tratamentos compreenderam 11 genótipos de arroz: cultivares Avaxi, BRS Atalanta, BRS Bojuru, BRS Fronteira e BRS Querência e as linhagens CNA 10754, CNA 10756, CNA 10757, BRA 1455, BRA 1024 e BRA 1073. As plantas foram cultivadas em solução nutritiva completa, renovada semanalmente, até o estádio vegetativo de sete folhas (V7), quando foram avaliados os parâmetros morfológicos de raiz (comprimento, raio médio, área radicular, massa úmida e massa seca). Os parâmetros cinéticos de absorção de K (influxo máximo -Imáx, constante de Michaelis-Mentem - Km, e concentração mínima na solução para absorção -Cmín) também foram estimados. A quantidade de K acumulada pelos genótipos de arroz irrigado esteve diretamente relacionada ao comprimento e à área radicular e ao crescimento da parte aérea, que foram distintos entre os genótipos. Os parâmetros cinéticos de absorção (Imáx, Km e Cmín) variaram entre os genótipos de arroz, distinguindo-os quanto à velocidade de absorção do nutriente por unidade de raiz. Considerando-se o influxo de K e a massa de matéria seca de raiz, os genótipos classificam-se em três grupos quanto ao potencial para aquisição do nutriente: maior potencial (BRS Atalanta, Avaxi, BRS Querência, BRA 1455 e BRA 1073); potencial intermediário (BRS Fronteira, BRA 1024 e CNA 10754); e menor potencial (CNA 10756, BRS Bojuru e CNA 10757). The efficiency of uptake of a nutrient by plants is a function of their physiological and morphological properties, which may vary between cultivars of the same species. A study was carried out to determine root morphology and kinetic parameters of potassium (K) uptake in rice genotypes. The experiment was conducted in a laboratory and the plants cultivated in pots under artificial light. Treatments were represented by 11 rice genotypes (Avaxi, BRS Atalanta, BRS Bojuru, BRS Fronteira, BRS Querência, CNA 10754, CAN 10756, CNA 10757, BRA 1455, BRA 1024 and BRA 1073). Rice plants were grown in nutrient solution renewed every week, until the seven-leaf stage (V7) was reached, when root morphological parameters (length, mean radius, root area, wet weight, and dry weight) were evaluated. Potassium uptake kinetic parameters (maximum influx - Imax, Michaelis-Menten constant - Km and minimum solution concentration for absorption - Cmin) were also estimated. The amount of K accumulated by rice genotypes was directly related to the root area and to shoot growth, which differed among genotypes. The uptake kinetic parameters (Imax, Km and Cmin) varied between rice genotypes. The genotypes differed in K absorption rate per root unit. Considering the influx of K and root dry weight, the genotypes were classified into three groups of capacity of K acquisition: high potential (BRS Atalanta, Avaxi, BRS Querencia, BRA 1455 and BRA 1073); intermediate potential (BRS Fronteira, BRA 1024 and CNA 10754) and low potential (CNA 10756, BRS Bojuru and CNA 10757).

O resíduo do processo de parboilização do arroz apresenta alta quantidade de elementos como N e P, dentre outros, que, uma vez incorporados ao solo, poderão servir como fonte de nutrientes. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou alguns atributos de um Argissolo, a produção de massa seca e o estado nutricional do milho cultivado após a adição de lodo anaeróbio originado do processo de parboilização do arroz. O experimento foi instalado em vasos com capacidade para 4,0 kg de solo e com quatro repetições. Foram estudados os seguintes tratamentos: testemunha; adubação NPK; 2,15, 4,31, 8,62, 12,93, e 17,24 g kg-1 de lodo (base seca) no solo. A aplicação de lodo aumentou o rendimento de matéria seca do milho, assim como os valores de pH, condutividade elétrica e os teores de N, P, K e Na do solo. As doses de lodo aumentaram também os teores de N, P e K e diminuíram os de Ca e Mg, da parte aérea do milho. The residue of the process of parboiling rice contains high amounts of elements such as nitrogen, phosphorus and others which, once incorporated into the soil, could serve as a source of nutrients. Accordingly, the present study evaluated some properties of an Ultisol, the dry matter production and nutritional status of corn grown after applying an anaerobic sludge originated from the process of parboiling rice. The experiment was conducted in 4 kg pots filled with soil, in four replications. The following treatments were studied: control, NPK fertilization, 2.15, 4.31, 8.62, 12.93, and17.24 g kg-1 sludge. Sludge application from parboiled rice increased the maize dry matter yield, as well as pH, electrical conductivity and the concentration of N, P, K and Na in the soil. The sludge also increased the concentration of N, P and K and decreased Ca and Mg in the maize shoots.

As substâncias húmicas podem influenciar direta ou indiretamente o metabolismo das plantas, alterando assim o seu crescimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de substâncias húmicas (SH) no crescimento e na concentração de nutrientes em plantas de feijão (Phaseolus vulgaris, L.) e nos parâmetros cinéticos de absorção de K. O experimento foi realizado em bancada de laboratório, com luz artificial. As plantas cresceram em vasos contendo solução nutritiva completa acrescida de cinco doses (0; 2,5; 5; 10; e 20 mg L-1 de C) de SH solúveis em meio alcalino (ácido húmico + ácido fúlvico), extraídos de amostra de carvão mineral da mina de Candiota, RS, da Companhia Riograndense de Mineração, num delineamento completamente ao acaso, com três repetições. Aos 28 dias de cultivo, foram avaliados parâmetros cinéticos de absorção de K, massa da parte aérea e da raiz seca, teores de N, P, K, Ca e Mg no tecido da parte área e as características morfológicas de raízes (comprimento, área e raio). Os resultados evidenciaram que a adição de SH extraída de carvão mineral estimulou o crescimento do feijão e afetou a cinética de absorção de K. A produção de massa da parte aérea seca das plantas mostrou resposta quadrática à adição de substâncias húmicas, atingindo valor máximo na dose equivalente a 11 mg L-1 de C, enquanto a massa das raízes secas aumentou linearmente em até 41 %, com as doses testadas. As características morfológicas de raiz e o estado nutricional das plantas não foram significativamente afetados pelas SH. Os parâmetros cinéticos de absorção de K, Imáx, Cmín e Km, decresceram linearmente com o aumento das doses de SH, causando redução na taxa de absorção de K nas concentrações deste nutriente na solução superiores a 10 μmol L-1.Humic substances can influence plant metabolism direct or indirectly, thus modifying its growth. The objective of this study was to evaluate the effect of humic-like substances (HS) on kinetics of K uptake, nutrient concentration and growth of common bean (Phaseolus vulgaris, L.). The experiment was performed on a laboratory bench with controlled light conditions. Plants were grown in pots with complete nutrient solution enriched with five levels (0; 2.5; 5; 10 and 20 mg L-1 of C) of alkaline soluble humic-like substances (fulvic and humic acids), extracted from mineral charcoal samples from the Candiota mine (Companhia Riograndense de Mineração), in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiment was set up in a randomized design, with three replications. After 28 days of plant growth, kinetics parameters of K uptake, shoot and root dry weight, shoot tissue concentration of nutrients (N, P, K, Ca and Mg) and root morphological parameters (length, area and radius) were evaluated. The results showed that the application of charcoal-extracted humic substances stimulated common bean growth and influenced the kinetics parameters of K uptake. A quadratic response to HS was observed in shoot dry weight, which reached the highest values at 11 mg L-1 of C, whereas root dry mass increased linearly up to 41 % along the increasing HS concentration in solution. Root morphological parameters and nutritional conditions of plants were not significantly affected by HS. The kinetic parameters of K uptake, Imax, Cmin and Km, decreased with increasing HS concentration, causing reduction in K influx when the K concentration in solution exceeded 10 μmol L-1.

As substâncias húmicas podem influenciar direta ou indiretamente o metabolismo das plantas, alterando assim o seu crescimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de substâncias húmicas (SH) no crescimento e na concentração de nutrientes em plantas de feijão (Phaseolus vulgaris, L.) e nos parâmetros cinéticos de absorção de K. O experimento foi realizado em bancada de laboratório, com luz artificial. As plantas cresceram em vasos contendo solução nutritiva completa acrescida de cinco doses (0; 2,5; 5; 10; e 20 mg L-1 de C) de SH solúveis em meio alcalino (ácido húmico + ácido fúlvico), extraídos de amostra de carvão mineral da mina de Candiota, RS, da Companhia Riograndense de Mineração, num delineamento completamente ao acaso, com três repetições. Aos 28 dias de cultivo, foram avaliados parâmetros cinéticos de absorção de K, massa da parte aérea e da raiz seca, teores de N, P, K, Ca e Mg no tecido da parte área e as características morfológicas de raízes (comprimento, área e raio). Os resultados evidenciaram que a adição de SH extraída de carvão mineral estimulou o crescimento do feijão e afetou a cinética de absorção de K. A produção de massa da parte aérea seca das plantas mostrou resposta quadrática à adição de substâncias húmicas, atingindo valor máximo na dose equivalente a 11 mg L-1 de C, enquanto a massa das raízes secas aumentou linearmente em até 41 %, com as doses testadas. As características morfológicas de raiz e o estado nutricional das plantas não foram significativamente afetados pelas SH. Os parâmetros cinéticos de absorção de K, Imáx, Cmín e Km, decresceram linearmente com o aumento das doses de SH, causando redução na taxa de absorção de K nas concentrações deste nutriente na solução superiores a 10 μmol L-1. Humic substances can influence plant metabolism direct or indirectly, thus modifying its growth. The objective of this study was to evaluate the effect of humic-like substances (HS) on kinetics of K uptake, nutrient concentration and growth of common bean (Phaseolus vulgaris, L.). The experiment was performed on a laboratory bench with controlled light conditions. Plants were grown in pots with complete nutrient solution enriched with five levels (0; 2.5; 5; 10 and 20 mg L-1 of C) of alkaline soluble humic-like substances (fulvic and humic acids), extracted from mineral charcoal samples from the Candiota mine (Companhia Riograndense de Mineração), in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiment was set up in a randomized design, with three replications. After 28 days of plant growth, kinetics parameters of K uptake, shoot and root dry weight, shoot tissue concentration of nutrients (N, P, K, Ca and Mg) and root morphological parameters (length, area and radius) were evaluated. The results showed that the application of charcoal-extracted humic substances stimulated common bean growth and influenced the kinetics parameters of K uptake. A quadratic response to HS was observed in shoot dry weight, which reached the highest values at 11 mg L-1 of C, whereas root dry mass increased linearly up to 41 % along the increasing HS concentration in solution. Root morphological parameters and nutritional conditions of plants were not significantly affected by HS. The kinetic parameters of K uptake, Imax, Cmin and Km, decreased with increasing HS concentration, causing reduction in K influx when the K concentration in solution exceeded 10 μmol L-1.

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático.The use of organic residues as fertilizers and soil conditioners requires their maturation and the quality monitoring of the final product. Vermicomposting is a technique which, along with the composting process, eliminates the potential harmful effect of manure residues to human health and soil. The stability and maturity degrees of a given vermicompost are usually inferred from the quantity and quality of the humic substances in the resulting compost. This study aimed to evaluate the quality and maturity of vermicomposts from six different residues: cattle manure (CM), sheep manure (SM), pig manure (PM), quail manure (QM), coffee dregs (CD) and mate-tee dregs (MD), by determining the content of humic substances (humic, HA, and fulvic acids (FA) and their chemical composition, after 70 days of composting. The humic substances were chemically fractionated according to their solubility in basic and acidic medium. The distribution of total C in the different humic fractions was determined, and the humification indices HA percentage and HA/FA ratio were calculated. The elemental composition (CHNO) and chemical composition by infrared spectroscopy (IRSP) were determined in the purified HA and FA. An aromaticity index (I1(630)/I2920) was calculated based on the IRSP spectra. The vermicomposts differed in humic substance content (FA+HA), which decreased in the order CD > SM ≈ MD ≈ CM > PM > QM. The maturity degree was greater in the vermicomposts of vegetal residues (coffee and mate-tee dregs). The HA showed that the proportion of O containing functional groups and the aromatic degree were lowest in these two vermicomposts.

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático. The use of organic residues as fertilizers and soil conditioners requires their maturation and the quality monitoring of the final product. Vermicomposting is a technique which, along with the composting process, eliminates the potential harmful effect of manure residues to human health and soil. The stability and maturity degrees of a given vermicompost are usually inferred from the quantity and quality of the humic substances in the resulting compost. This study aimed to evaluate the quality and maturity of vermicomposts from six different residues: cattle manure (CM), sheep manure (SM), pig manure (PM), quail manure (QM), coffee dregs (CD) and mate-tee dregs (MD), by determining the content of humic substances (humic, HA, and fulvic acids (FA) and their chemical composition, after 70 days of composting. The humic substances were chemically fractionated according to their solubility in basic and acidic medium. The distribution of total C in the different humic fractions was determined, and the humification indices HA percentage and HA/FA ratio were calculated. The elemental composition (CHNO) and chemical composition by infrared spectroscopy (IRSP) were determined in the purified HA and FA. An aromaticity index (I1(630)/I2920) was calculated based on the IRSP spectra. The vermicomposts differed in humic substance content (FA+HA), which decreased in the order CD > SM ≈ MD ≈ CM > PM > QM. The maturity degree was greater in the vermicomposts of vegetal residues (coffee and mate-tee dregs). The HA showed that the proportion of O containing functional groups and the aromatic degree were lowest in these two vermicomposts.

Estudos desenvolvidos com arroz irrigado por inundação no estado do Rio Grande do Sul têm evidenciado ausência de resposta desta cultura à adubação potássica, mesmo em solos com baixo teor de potássio disponível. Este trabalho objetivou verificar a contribuição da mineralogia destes solos como fonte potencial de potássio para a cultura do arroz. Para tal, selecionaram-se quatro solos representativos das zonas orizícolas do estado do Rio Grande do Sul (Planossolo Hidromórfico, Planossolo Háplico, Gleissolo Háplico e Chernossolo Ebânico) cultivados com arroz irrigado. Estes solos apresentam baixos teores de potássio trocável e não apresentam respostas à adubação potássica. Nas amostras dos horizontes A e B dos quatro solos, foram analisadas a granulometria e a composição química. A mineralogia das frações areia, silte e argila foi identificada por difratometria de raios-X. Os principais minerais fontes de potássio foram os seguintes: na fração areia, feldspatos e micas; nas frações silte e argila, feldspatos, micas, esmectitas e esmectitas com hidróxi-alumínio entrecamadas. A quantidade de potássio total, nas frações granulométricas, diferiu entre os solos. As frações silte e argila apresentaram os maiores teores de K-total, exceto para o Planossolo Háplico, que revelou maior reserva de potássio na fração areia. A ausência, ou a baixa resposta, à adubação potássica na cultura do arroz irrigado nesses quatro solos pode ser explicada pelos minerais fontes de potássio que ocorrem nesses solos. Lowland soils cultivated with flooded rice in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, show a lack of response to potassium fertilization in this culture, even in soils with a low level of available potassium. This study was carried out with the objective to verify the contribution of soil mineralogy as a potential potassium source for rice cultivation. Four representative soils from regions of the State of Rio Grande do Sul (Planossolo Hidromórfico, Planossolo Haplico, Gleissolo Haplico and Chernossolo Ebanico), cultivated with flooded rice, were selected. These soils have low exchangeable potassium contents and do not respond to potassium fertilization. In horizon samples A and B of the four soils, the particle-size distribution and chemical composition were analyzed. The mineralogy of sand, silt and clay fractions was identified by X-ray diffraction. Main mineral potassium sources were: feldspars and micas in the sand fraction, and in the silt and clay fractions feldspars, micas, smectites and smectites with interlaying hydroxy-Al. The total potassium in the particle-sized fractions differed between soils. Silt and clay fractions had higher values of total K, except for the Planossolo Haplico, where there was a higher total K in the sand fraction. The mineral K sources identified in these four soils can help explain the lack of response of flooded rice to potassium fertilization.