Desempenho agronômico a campo de híbridos de milho inoculados

Desempenho agronômico a campo de híbridos de milho inoculados com bactérias
diazotróficas na região da Depressão Central do RS
Quadros, P. D. de1; Vieira, V. M.2 ; Endrigo, P. C. 3; Maass, L. B.4, Jandrey, D. B.5; Silva, P.
R. F. da6; Camargo, F.A. de O.7
1
Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal do
Rio Grande do Sul (UFRGS), [email protected] ; 2,5 Mestrandos do Programa de
Pós-Graduação Fitotecnia, (UFRGS), 3, 4Acadêmicos UFRGS e bolsistas CNPq / Pibic;
6
Professor Colaborador Convidado da Faculdade de Agronomia/ UFRGS e bolsista do CNPq,
[email protected]; 7 Professor Adjunto da Faculdade de Agronomia/ UFRGS, bolsista
CNPq, [email protected] .
Palavras-chave: Zea mays L., fixação biológica de nitrogênio, adubação nitrogenada.
A cultura do milho no Brasil, além de apresentar grande importância no
agronegócio, é base de sustentação para a pequena propriedade agrícola, constituindo-se num
dos principais insumos do complexo agroindustrial. Além disso, a cultura do milho representa
um importante papel na rotação de culturas no sistema plantio direto. Entretanto, é uma
cultura que necessita grandes quantidades de nitrogênio (N) quando se deseja produtividade
elevada, requerendo o uso de adubação nitrogenada em cobertura para complementar a
quantidade suprida pelo solo. O adubo nitrogenado usualmente utilizado é a uréia, fertilizante
derivado do petróleo, um recurso energético não renovável.
A adubação nitrogenada, além de ter custo elevado, dependendo do manejo,
pode percolar ou lixiviar poluindo reservatórios naturais de água. Os custos econômicos e
ambientais relacionados à fertilização nitrogenada têm estimulado a busca por alternativas que
possam diminuir a utilização deste fertilizante sem que haja redução do rendimento. Uma das
possibilidades para viabilizar maior rendimento e diminuir custos sem prejudicar o ambiente é
a utilização do potencial genético das plantas, aliado aos recursos biológicos do solo, como as
bactérias diazotróficas, que podem fixar N2 para a planta e produzir hormônios de
crescimento como auxinas e giberelinas, que estimulam o crescimento vegetal, principalmente
de raízes, por aumentar a absorção de nutrientes e água (DOBBELAERE et al. 2002;
BASHAN et al. 2004) .
A utilização do potencial microbiano para fixação biológica de N no milho no
Brasil é incipiente, dada a abordagem simplificada desse tema. A maioria dos estudos
brasileiros referentes a este assunto aborda apenas o isolamento de bactérias diazotróficas de
plantas de milho e testes bioquímicos em vasos e laboratório (QUADROS et al. 2006;
ROESCH et al. 2007), faltando a avaliação destes isolados a campo para demonstrar a
interação planta-microorganismo. Em estudo anterior, QUADROS et al. (2007) testaram em
vasos dez híbridos de milho inoculados com bactérias diazotróficas selecionadas, tendo
verificado incremento no teor de N da parte aérea, aumento na massa seca e no volume de
raízes. Porém, se faz necessário validar os experimentos de laboratório e de vasos a campo
para avaliar o comportamento das bactérias em ambiente natural.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a campo as características
agronômicas de plantas de três híbridos de milho inoculados com bactérias diazotróficas,
cultivados com e sem adubação nitrogenada, na região da Depressão Central do Estado do
RS.
1
O experimento foi conduzido no município de Eldorado do Sul. O solo do
local é classificado como um Argissolo Vermelho Distrófico típico. O delineamento
experimental foi o completamente casualizado, disposto em fatorial 3 x 4, com quatro
repetições. Três híbridos (Pioneer P 32R48, Santa Helena 5050 e Agroeste 1575) foram
testados com e sem inoculação e com e sem adubação nitrogenada conforme descrito a seguir:
a) sem inoculação e sem adição de adubação nitrogenada - controle; b) com inoculação, sem
adição de adubação nitrogenada; c) com inoculação + adição de 50 kg de N ha-1 na base e d)
com adição de 130 kg de N ha-1 (50 kg na base + 80 kg em cobertura), sem inoculação.
Nos tratamentos com inoculação, as sementes de milho foram inoculadas com
uma mistura de turfa estéril + 4 linhagens de bactérias diazotróficas em proporções iguais na
concentração de 108 células por g de turfa. As bactérias diazotróficas utilizadas foram EL-S
(Azospirillum brasilense, isolado de plantas de milho no município de Eldorado do Sul/RS),
LG1-R (Azospirillum lipoferum, isolado de plantas de milho no município de São Luíz
Gonzaga / RS), M-S (Azospirillum oryzae, isolado de plantas de milho no município de
Marau/RS), e a L-S (Azospirillum lipoferum, isolado de plantas de milho no município de
Livramento/RS), as quais foram selecionadas por ROESCH et al. (2006) devido à fixação de
N2, à produção de auxinas in vitro, à capacidade de degradação de diferentes fontes de
carbono e à resistência à estreptomicina.
O experimento foi instalado numa área manejada sob plantio direto há 17 anos,
em área com cultivo anual anterior de milho, em sucessão à aveia-branca. A semeadura foi
realizada com saraquá, em parcelas de 3,2 x 5m (16 m2). O espaçamento entre linhas adotado
foi de 80 cm e o espaçamento entre plantas na linha de 21 cm. Quando as plantas estavam
com três a quatro folhas, foi realizado desbaste mantendo-se 26 plantas por linha, para
obtenção da densidade de 75.000 plantas por hectare. A adubação de P (100 kg ha-1 de P2O5),
K (100 kg ha-1 de K2O) e N (290 kg de uréia ha-1 no tratamento 130 kg de N ha-1, e 110 kg de
uréia ha-1 no tratamento inoculado + 50 kg de N ha-1) foi realizada de acordo com o resultado
da análise físico-química do solo e a recomendação de adubação e calagem para os Estados do
Rio Grande do Sul e Santa Catarina (CFSRS/SC, 2004) para média tecnologia, por ser o nível
tecnológico mais comumente utilizado entre os produtores do Estado do RS. As plantas foram
irrigadas por aspersão e receberam tratamentos fitossanitários, quando necessário.
As determinações realizadas foram o teor relativo de clorofila na folha, com o
aparelho Minolta 502, no estádio R1, e estatura de planta no estádio R2, segundo escala de
Ritchie et al. (1993). Para quantificação das bactérias diazotróficas presentes nas plantas no
final do ciclo da cultura, raízes e colmos de milho foram desinfestados e macerados (10g de
matéria fresca para 90 ml de solução salina – NaCl 1%) e diluídos serialmente até a diluição
de 10-7. Uma alíquota de 100µl das diluições 10-5, 10-6 e 10-7 foi inoculada em triplicata em
tubos contendo 8 ml de meio de cultura NFb (livre de nitrogênio), sendo incubados a 30°C
por sete dias. Após o período de incubação, procedeu-se a contagem dos tubos negativos e
positivos, considerando-se tubos com crescimento positivo aqueles que apresentaram a
película característica de crescimento de bactérias diazotróficas (na condição microaerofílica).
Os dados da contagem foram utilizados para quantificação do número mais provável (NMP)
de bactérias por g de massa fresca, utilizando-se para isso a tabela de McCrady, segundo
DÖBEREINER et al. (1995). Também foram determinados o peso de grão por espiga, o
número de grãos por espiga, o teor de N e o rendimento de massa seca na parte aérea.
Os resultados foram avaliados por meio do software estatístico SAS,
efetuando-se a análise de variância e o teste de Tukey, ao nível de significância de 5%.
2
Log do NMP de células g matéria fresca-1
Avaliando-se o numero mais provável (NMP) de bactérias diazotróficas por
grama de massa fresca das raízes, observou-se que os tratamentos com inoculação e com
inoculação + 50 kg de N foram estatisticamente iguais nos três híbridos (Figura 1). Nos
tratamentos sem inoculação também foram detectadas bactérias diazotróficas, provavelmente
porque elas ocorrem naturalmente no solo e a área do experimento já vem sendo cultivada
com milho há 17 anos, mantendo-se desta maneira uma população de diazotróficos estável.
Entretanto, a quantidade destas bactérias nas raízes nos tratamentos sem inoculação foi de 7 a
31 vezes menor em relação aos tratamentos que receberam inoculação. Quanto ao NMP de
bactérias g massa fresca-1 dos colmos, destacou-se o híbrido P 32R48 no tratamento inoculado
em relação aos outros tratamentos, com 450.000 células g massa fresca-1. Os tratamentos com
inoculação e sem adubação nitrogenada, com inoculação + 50 kg de N ha-1 e controle não
diferiram estatisticamente. Os tratamentos com 130 kg de N ha-1 sem inoculação,
apresentaram baixo número de diazotróficos nos colmos em relação aos demais (média de
7.000 células g de massa fresca-1), provavelmente devido à inibição do crescimento
populacional bacteriano pelo alto teor de N no solo.
107
106
a) Raízes
b) Colmos
Controle
A
Inoculado, sem N
Inoculado + 50 kg N ha-1
A
106
A
A
A
B
B
B
A
130 kg N ha-1
A
105
B
BC
105
B
B
B
B
104
BC
B
B
B
BC
C
C
C
104
b
a
a
AS 1575
b
c
a
a
P 32R48
b
b
a
a
b
103
SH 5050
b
b
a
AS 1575
c
b
a
b
P 32R48
b
a
ab
b
c
SH 5050
Tratamentos
*Colunas grafadas com a mesma letra maiúscula não diferem entre híbridos e grafadas com a mesma letra
minúscula não diferem entre os tratamentos relacionados à inoculação e adubação nitrogenada, pelo teste de
Tukey ao nível de 5% de probabilidade..
Figura 1. Número mais provável (NMP) de células bacterianas por grama de matéria fresca
de raízes e colmos de três híbridos de milho com e sem adubação nitrogenada. Eldorado do
Sul - RS, 2008.
Sem aplicação de adubo nitrogenado, a inoculação das sementes de milho com
bactérias diazotróficas não alterou o número de grãos por espiga, o peso de grãos por espiga e
o rendimento de grãos dos três híbridos. Entretanto, aumentou o teor relativo de clorofila na
folha e o teor de N na parte aérea no híbrido AS 1575 e o rendimento de massa seca da parte
aérea no híbrido SH 5050 em relação ao tratamento sem inoculação (Tabela 1).
Na comparação entre os tratamentos com inoculação + 50 kg N ha-1 e com
aplicação de 130 kg N ha-1, sem inoculação, observou-se que não houve diferença estatística
para a maioria das características avaliadas. As exceções foram o número de grãos por espiga
3
no híbrido SH 5050 e o rendimento de grãos no híbrido P 32R48, que foram superiores com
aplicação da maior dose de N, sem inoculação (Tabela 1).
Tabela 1. Características agronômicas de três híbridos de milho, com e sem inoculação de
bactérias diazotróficas, com e sem adubação nitrogenada. Eldorado do Sul - RS, 2008.
Sem adubação nitrogenada
Híbrido
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
P 32R48
AS 1575
SH 5050
Com adubação nitrogenada
2
Inoculado + 50
130 kg de N ha-1
Controle
Inoculado
-1
kg N ha
Sem inoculação
3
Teor relativo de clorofila na folha R1 (CV% = 8,39)
4
ns 28,75 b
ns 31,57 b
ns 37,85 a
ns 39,60 a
26,65 c
34,52 b
38,45 ab
45,15 a
26,65 b
32,15 b
40,60 a
45,35 a
3
Estatura de planta estádio R2 (CV% = 5,1)
...................................................... cm ............................................................
ns 223 b
ns 219 b
ns 259 ab
ns 262 a
225 b
234 ab
259 a
279 a
213 b
219 b
252 a
255 a
Grãos / espiga (CV% = 9,9)
.......................................................... n° .............................................................
B 146 b
B 172 b
B 252 a
B 302 a
A 213 b
A 204 b
A 312 a
A 380 a
AB 165 c
B 125 c
AB 262 b
AB 337 a
Peso de grãos / espiga
(CV% = 12,6)
......................................................... g .................................................................
B 39 b
AB 55 b
B 70 b
B 98 a
A 77 c
A 70 c
A 104 b
A 128 a
B 50 c
B 42 c
B 79 b
B 100 a
(CV% = 17,0)
Rendimento de massa seca da parte aérea 5
......................................................Mg ha-1...............................................................
A 7,13 ns
B 6,61
B 9,33
B 9,66
A 10,71 b
A 12,39 b
A 15,36 a
A 15,04 a
A 7,12 b
A 10,89 a
AB 12,73 a
AB 12,48 a
Rendimento de grãos
(CV% = 14,9)
.....................................................Mg ha-1.................................................................
B 2,87 b
ns 3,69 b
B 4,88 b
AB 7,46 a
A 5,27 b
4,92 b
A 7,78 a
A 9,19 a
AB 3,43 b
3,09 b
B 5,69 a
B 7,15 a
Teor de N na parte aérea
(CV% = 8,1)
................................................mg g-1.............................................................
ns 3,35 b
AB 3,75 ab
n.s. 4,10 ab
n.s. 4,27 a
3,50 b
A 4,22 a
4,15 a
4,42 a
2,97 b
B 3,12 ab
3,57 ab
3,80 a
1
1)Dose integralmente aplicada na base; 2) 50 kg de N ha-1 na base + 80 kg de N ha-1 em cobertura; 3) R1 =
embonecamento e polinização e R2 = estádio grão em bolha d’água, conforme escala de Ritchie et al. (1993);
4) ns = não significativo, ao nível de 5% de probabilidade; 5) Referente à massa seca de folhas, colmos e espiga
sem grãos.
* Médias antecedidas da mesma letra maiúscula na coluna, e médias seguidas pela mesma letra
minúscula na linha não diferem entre si pelo teste Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Estes resultados evidenciam um possível efeito da inoculação nas sementes
sobre a disponibilidade de N para as plantas nos tratamento com inoculação + aplicação de 50
4
kg de N ha-1 na base, já que a adição de 80 kg de N ha-1 em cobertura no tratamento sem
inoculação não foi superior a este tratamento para a grande maioria das determinações. Em
trabalhos anteriores sobre inoculação de diazotróficos em gramíneas já foram encontrados
resultados semelhantes (Bashan et al. 2004). Provavelmente quando se aplica de 30 a 50 kg N
ha-1 juntamente com a inoculação, a população bacteriana é estimulada a crescer, visto que
utilizam N para síntese protéica. Entretanto, doses acima de 60 kg N ha-1 podem ser tóxicas às
bactérias diazotróficas.
Com base nos resultados obtidos conclui-se que:
- O genótipo do híbrido influencia a associatividade entre as bactérias e as plantas.
- A inoculação foi efetiva, sendo as raízes das plantas mais receptivas às bactérias
diazotróficas do que os colmos.
- Sem adubação nitrogenada na base, a inoculação de sementes com bactérias
diazotróficas não se mostra eficiente independentemente do híbrido testado.
- A inoculação apresentou indícios de que, juntamente com a adição de dose de 50
-1
kg de N ha na base, apresenta performance equivalente à aplicação de 130 kg de N ha-1, sem
inoculação.
Referências
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DOBEREINER, J.; BALDANI, V. L. D.; BALDANI, J. I. Como isolar e identificar
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QUADROS, P. D. de, ROESCH, L. F. W., CAMARGO, F. A. O. Seleção de genótipos de
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QUADROS, P. D.de, ROESCH, L. F. W., BERGAMASCHI, C., CAMARGO, F. A. O.,
SELBACH, P. A. Seleção de bactérias diazotróficas quanto à fixação de nitrogênio e
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