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This study evaluated the effect of hairy vetch (Vicia villosa Roth) as cover crop on maize nutrition and yield under no tillage using isotope techniques. For this purpose, three experiments were carried out: 1) quantification of biological nitrogen fixation (BNF) in hairy vetch; 2) estimation of the N release rate from hairy vetch residues on the soil surface; 3) quantification of 15N recovery by maize from labeled hairy vetch under three rates of mineral N fertilization. This two-year field experiment was conducted on a sandy Acrisol (FAO soil classification) or Argissolo Vermelho distrófico arênico (Brazilian Soil Classification), at a mean annual temperature of 18 ºC and mean annual rainfall of 1686 mm. The experiment was arranged in a double split-plot factorial design with three replications. Two levels of hairy vetch residue (50 and 100 % of the aboveground biomass production) were distributed on the surface of the main plots (5 x 12 m). Maize in the sub-plots (5 x 4 m) was fertilized with three N rates (0, 60, and 120 kg ha-1 N), with urea as N source. The hairy vetch-derived N recovered by maize was evaluated in microplots (1.8 x 2.2 m). The BFN of hairy vetch was on average 72.4 %, which represents an annual input of 130 kg ha-1 of atmospheric N. The N release from hairy vetch residues was fast, with a release of about 90 % of total N within the first four weeks after cover crop management and soil residue application. The recovery of hairy vetch 15N by maize was low, with an average of 12.3 % at harvest. Although hairy vetch was not directly the main source of maize N nutrition, the crop yield reached 8.2 Mg ha-1, without mineral fertilization. There was an apparent synergism between hairy vetch residue application and the mineral N fertilization rate of 60 kg ha-1, confirming the benefits of the combination of organic and inorganic N sources for maize under no tillage. Neste trabalho foi avaliada, por meio de técnicas isotópicas, a contribuição da ervilhaca (Vicia villosa Roth) utilizada como cultura de cobertura na nutrição e produtividade do milho sob sistema plantio direto. Para isso, três estudos foram conduzidos: estimativa da fixação biológica de nitrogênio (FBN) na ervilhaca; avaliação da taxa de liberação de nitrogênio (N) da fitomassa da ervilhaca quando mantida na superfície do solo; e estimativa do 15N recuperado pelo milho da ervilhaca isotopicamente marcada sob três taxas de fertilização mineral do milho. O experimento foi conduzido durante dois anos. O solo é um Argissolo Vermelho distrófico no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (Acrisol no sistema da FAO). As parcelas principais mediam 5 x 12 m e tinham dois níveis de aporte de resíduos de ervilhaca (50 e 100 % da produção da parte aérea de fitomassa). As subparcelas mediam 1,8 x 2,2 m. A FBN da leguminosa empregada como cultura de cobertura foi, em média, de 72,4 %, com aporte anual de 130 kg ha-1 de N atmosférico. A liberação do N da fitomassa da ervilhaca foi rápida, com aproximadamente 90 % do total liberado ocorrendo nas primeiras quatro semanas após o corte e deposição dos resíduos. A recuperação do 15N da ervilhaca pelo milho foi baixa: em média, 12,3 %. Embora a ervilhaca não tenha sido diretamente a principal fonte nitrogenada do milho, a produtividade obtida, sem adubação mineral, alcançou 8,2 Mg ha-1. Foi observado aparente sinergismo entre o aporte de ervilhaca e a dose de 60 kg ha-1 de adubação mineral, confirmando os benefícios da integração da adubação orgânica com a inorgânica como fontes de N no plantio direto de milho

Effect of 15n-labeled hairy vetch and nitrogen fertilization on maize nutrition and yield under no-tillage¹