Algodoeiro fertirrigado por gotejamento sob doses de

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - UFMT
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
ALGODOEIRO FERTIRRIGADO POR GOTEJAMENTO SOB DOSES
DE NITROGÊNIO, LÂMINAS DE ÁGUA E ESPAÇAMENTOS DE
PLANTIO
JACKELINNE VALÉRIA RODRIGUES SOUSA
RONDONÓPOLIS – MT
2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - UFMT
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
ALGODOEIRO FERTIRRIGADO POR GOTEJAMENTO SOB DOSES
DE NITROGÊNIO, LÂMINAS DE ÁGUA E ESPAÇAMENTOS DE
PLANTIO
JACKELINNE VALÉRIA RODRIGUES SOUSA
Engenheira Agrícola e Ambiental
Orientador (a): Profº. Drº. TONNY JOSÉ ARAÚJO DA SILVA
Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Mato Grosso, para obtenção do
título de Mestre em Engenharia Agrícola, na
linha de pesquisa de Engenharia de
Sistemas Agrícolas.
RONDONÓPOLIS – MT
2015
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“Eu sei quem sou
Sei pra onde vou
Sei de onde vim
E sei quem é que me colocou [...]
[...] Jesus é o jardineiro e as árvores somos nós
Ao som da sua voz, minha alma floresce
Frutos nascem, flores crescem
Ele entrou na minha casa, ele entrou na minha vida
Cuidou de cada folha, cuidou de cada galho
Fez em terra seca germinar copa bonita [...]
[...] Eu sou a semente que não secou no Sol
Sou a semente que o pássaro não devorou
Sou a semente que o espinho não sufocou
Eu sou a árvore de bons frutos e foi Deus quem me Plantou...”
Música: Árvores de bons frutos
Composição: Pregador Luo
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OFEREÇO
À DEUS pelo fôlego de vida,
força, amor, cuidado e proteção.
DEDICO
Ao meu pai Evaldo e minha mãe Meire que são meus
exemplos de vida, perseverança e fé. Pela dedicação e
ensinamentos que contribuirão na minha formação.
Ao meu esposo Samuel, por todo o carinho, respeito e
compreensão.
Aos meus avós Equibiro (In memoriam) e Valnir, pelo
exemplo de vida e força.
6
AGRADECIMENTOS
Ao Soberano Deus que permitiu mais esta conquista e meu deu forças para ir
até o fim. A Ele seja dada toda honra e toda glória!
Aos meus pais, Evaldo Rodrigues e Meire Rodrigues por todo amor, carinho,
respeito e orações. Por serem meus exemplos de força, perseverança e garra. Por
toda educação, orientações e ensinamentos a mim dedicados. Obrigado, por
estarem comigo em todos os momentos, não me deixando desistir nas horas de
adversidade. Meu eterno agradecimento. Eu amo vocês!
Ao
meu
esposo
Samuel
Delgado,
pelo
companheirismo,
amizade,
compreensão, apoio, alegria e amor. Por estar ao meu lado e pela enorme paciência
durante essa etapa na minha vida.
À Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) campus de Rondonópolis,
pelo apoio institucional e suporte concedido na realização deste curso e
desenvolvimento da dissertação.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e
à Fundação de Amparo à Pesquisa de Mato Grosso (FAPEMAT), pela concessão da
bolsa de estudo, durante o período do curso.
Aos meus orientadores, Prof. Dr. Tonny José Araújo da Silva e Profª. Dra.
Edna Maria Bonfim-Silva pela orientação, confiança, incentivo e amizade. Que
nesses anos de convivência (graduação e pós-graduação) muito me ensinaram,
contribuindo para meu crescimento científico e intelectual. O meu respeito e gratidão
por todo auxílio e dedicação.
Aos meus avós Equibiro (In memoriam) e Valnir, por ter me dado todo o apoio
que necessitava, força e a atenção desde a graduação.
À Danityelle Chaves e Maurício Apolônio, pela grande amizade construída ao
longo desses sete anos, em que dividimos momentos de alegrias, tristezas e
sonhos, os quais ficarão guardados por toda a vida.
Aos amigos que fiz durante o curso de Mestrado, em especial a Juliana
Paludo e Luana Dourado, pela amizade que construímos, pelas risadas, brincadeiras
e companheirismo, vocês se tornaram muito especiais para mim.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola,
pelos ensinamentos e contribuição na minha formação acadêmica.
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Ao Instituto Mato-grossense do Algodão (IMA), representado pelo Engenheiro
Agrônomo Álvaro Salles, pelo apoio ímpar na realização e manutenção do
experimento, através do Eng. Agrônomo Élio Fábio Machado (IMA) que sempre
visitava a área experimental para observações e recomendações técnicas.
Ao Grupo de Práticas em Água e Solos (GPAS) minha imensa gratidão por
todo o auxílio e ajuda. À essa equipe de garra, força e alegria, que não mediram
esforços para contribuir na condução desse experimento. Aos meus companheiros
Adriano Pacheco, Manoel Fidelis, Vitor Augusto, Natália Chagas, Lis Rodrigues,
Juliana Beltrão, Denise Soares, Tássia Maira, Tiago Naves e Mateus Nogueira,
muito obrigado!
Aos parceiros desde os primórdios: Adriano Pacheco (o fotógrafo oficial)
Manoel Fidelis, Vitor Augusto, Thiago Duarte e pelo apoio nas aplicações e, no
auxílio à montagem, instalação e condução do sistema de irrigação e fertirrigação. A
minha gratidão, pois não teria conseguido sem a ajuda de vocês.
Ao Thiago Duarte pelas sugestões, auxílios e incentivos durante e após a
condução do experimento. O meu muito obrigado, por estar sempre presente nos
momentos que mais precisei. Que o Senhor te retribua em dobro.
Enfim, a todos que contribuíram direta ou indiretamente para que esse
trabalho fosse realizado.
À todos vocês a minha sincera gratidão!!
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ALGODOEIRO FERTIRRIGADO POR GOTEJAMENTO SOB DOSES DE
NITROGÊNIO, LÂMINAS DE ÁGUA E ESPAÇAMENTOS DE PLANTIO
RESUMO - No Brasil, as pesquisas em irrigação na cultura do algodão ainda são
bastante escassas. Assim, objetivou-se pelo presente trabalho avaliar o
desenvolvimento e produtividade do algodão herbáceo cultivado em Latossolo
Vermelho do Cerrado em função da adubação nitrogenada, lâminas de irrigação e
espaçamentos de cultivo. O experimento foi conduzido a campo na área
experimental do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola da Universidade
Federal de Mato Grosso (UFMT/CUR). O delineamento experimental utilizado foi em
blocos casualizados em planejamento Box-Behnken. Este planejamento baseia-se
em experimentos com blocos incompletos balanceados contendo fatores com três
níveis (baixo, intermediário, alto). As variáveis foram avaliadas estatisticamente com
análise em superfície de resposta, totalizando 15 tratamentos e 4 repetições
(blocos). Os tratamentos foram: três espaçamentos de cultivo (adensado – 40 cm,
intermediário – 70 cm e convencional – 100 cm), três doses de adubação
nitrogenada via fertirrigação (dose baixa – 31 kg ha-1, dose intermediária – 171 kg
ha-1 e dose alta – 310 kg ha-1) e três lâminas de irrigação via gotejamento subsuperficial (severo - 30% da demanda da ETc, intermediário - 90% e excedente
hídrico - 150%). Os espaçamentos de cultivo foram definidos em função das
recomendações atuais do sistema produtivo do algodão em Mato Grosso, o
tratamento de fertirrigação foi realizado com base na recomendação para a cultura
do algodão, de acordo com a análise de fertilidade do solo. As lâminas de irrigação
foram aplicadas tomando como referência a evapotranspiração da cultura (ETc)
calculado a partir da evapotranspiração de referência (ETo) estimada pelo método
de Penman-Monteith (FAO). Foram realizados levantamentos diários do estádio de
crescimento da planta e avaliações aos 45, 75 e 105 dias após a semeadura (DAS)
para altura de plantas e índice de clorofila. Após a colheita (141 dias) foram
avaliados: número de capulhos por planta, peso do capulho, massa seca de
capulho, massa seca de estrutura reprodutiva, massa seca da parte aérea,
produtividade em caroço e pluma, rendimento de fibra e características HVI (High
Volume Instrument). Os resultados foram submetidos à análise em superfície de
resposta por meio do software “SigmaXL® 7.0”. Não houve interação significativa
entre as lâminas de irrigação, níveis de nitrogênio e espaçamentos de cultivo para
altura de plantas e índice de clorofila aos 45 DAS, peso do capulho, massa seca do
capulho, massa seca da estrutura reprodutiva, rendimento de fibra e características
HVI. A adubação nitrogenada aumentou a altura de plantas aos 75 e 105 DAS,
número de capulhos, massa seca da parte aérea e produtividade em caroço. O
índice de clorofila foi influenciado positivamente pelas lâminas de irrigação aos 75
DAS e pela adubação nitrogenada aos 105 DAS. A produtividade em pluma foi
superior quando aplicada lâmina de 150%. A eficiência no uso da água apresentou
melhor resultado na lâmina 30%. A máxima produtividade de algodão em caroço
(2459 kg ha-1) foi obtida no nível de nitrogênio de 169,2%. Para todas as variáveis
obteve-se melhores respostas no cultivo adensado e intermediário. O manejo da
irrigação, os espaçamentos de cultivo e a adubação nitrogenada proporciona ganhos
na produtividade do algodoeiro, influenciando positivamente no desenvolvimento de
plantas de algodão cultivado em Latossolo Vermelho do Cerrado.
Palavras-chaves: Gossypium hirsutum L., Manejo de irrigação, Fertirrigação,
Adubação Nitrogenada, Box-Behnken design
9
COTTON FERTIRRIGATED DRIP UNDER NITROGEN DOSES, WATER SLIDES
AND PLANTING SPACINGS
ABSTRAT – In Brazil, research on irrigation in cotton are still quite scarce. Thus, the
aim of the present study was to evaluate the development and productivity of upland
cotton grown in Cerrado Oxisol due to the nitrogen fertilization, irrigation levels and
crop spacings. The experiment was conducted under field conditions in the
experimental area of the Master's Degree in Agricultural Engineering from the
Federal University of Mato Grosso (UFMT/CUR). The experimental design was
randomized blocks in Box-Behnken design. This planning is based on experiments
with balanced incomplete block containing factors with three levels (low,
intermediate, high). The variables were evaluated statistically with analysis of
response surface, totaling 15 treatments and 4 replications (blocks). The treatments
were: three cultivation spacing (dense – 40 cm, intermediate - 70 cm and
conventional - 100 cm), three doses of nitrogen fertilizer fertigation (low dose - 31 kg
ha-1, intermediate dose - 171 kg ha-1 and High dose - 310 kg ha-1) and three irrigation
levels via drip subsurface (severe - 30% of the demand of ETc, intermediate - 90%
and water surplus - 150%).Growing gaps were defined according to current
recommendations of the productive system for cotton in Mato Grosso, the treatment
of fertigation was based on the recommendation for cotton growing, according to the
soil fertility analysis. The irrigation levels were applied with reference to the irrigation
levels were applied with reference to the crop evapotranspiration (ETc) calculated
from the reference evapotranspiration (ETo) estimated by the Penman-Monteith
method (FAO). crop evapotranspiration (ETc) calculated from the reference
evapotranspiration (ETo) estimated by the Penman-Monteith method (FAO). Daily
surveys were conducted of the growth stage of the plant and Ratings at 45, 75 and
105 days after sowing (DAS) for plant height and SPAD chlorophyll content. After
harvest (141 days) were evaluated: number of bolls per plant, boll weight, dry weight
of cotton, dry mass of reproductive structure, shoot dry mass, lump in productivity
and feather, fiber yield and HVI features (High Volume Instrument). The results were
analyzed in response surface through software "SigmaXL® 7.0". There was no
significant interaction between irrigation levels, nitrogen levels and growing gaps for
plant height and SPAD chlorophyll index at 45 DAS, boll weight, dry weight of boll,
dry mass of reproductive structure, fiber yield and characteristics HVI. Nitrogen
fertilization increases plant height at 75 and 105 DAS, number of bolls, dry weight of
shoot and seed productivity. The SPAD chlorophyll index was positively influenced
by the irrigation depth to 75 DAS and also by nitrogen fertilization to 105 DAS.
Productivity plume was higher when applied blade 150%. Efficiency in water use
showed better results on slide 30%. The maximum yield of cotton seed (2459 kg ha -1)
was obtained in 169.2% nitrogen level. For all variables, we obtained better
responses in dense and intermediate cultivation. The irrigation management, crop
spacing and the nitrogen fertilization provides gains in cotton yield, positively
influencing the development of cotton plants grown in Oxisol in the Cerrado.
Key-words: Gossypium hirsutum L., Irrigation management, Fertigation, Nitrogen
fertilization, Box-Behnken design
10
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 1. Box-Behnken: eixos (X1, X2, X3) fatores de variação (A), e combinações
entre três níveis baixo (-1), médio (0) e alto (1) (B). .................................................. 27
FIGURA 2. Vista aérea da área experimental - Rondonópolis/MT, Junho/2015. ...... 28
FIGURA 3. Valores médios para temperatura média e umidade relativa do ar
acumulada na cidade de Rondonópolis/MT no período de 01/05/2015 à 20/09/2015.
.................................................................................................................................. 29
FIGURA 4. Valores médios para evapotranspiração de referência estimada por
Penman-Monteith FAO e velocidade do vento à 2 m de altura acumulada na cidade
de Rondonópolis/MT no período de 01/05/2015 à 20/09/2015. ................................ 29
FIGURA 5. Vista geral do experimento a campo composto por plantas de algodão
submetidas às doses de nitrogênio, lâminas de água e espaçamentos de cultivos
aos 92 dias após a semeadura. Rondonópolis/MT, 2015. ........................................ 30
FIGURA 6. Delineamento da área útil para o tratamento com espaçamentos. ......... 30
FIGURA 7. Croqui do layout da área experimental, sistema de irrigação, linhas
principais e secundárias.. .......................................................................................... 31
FIGURA 8. Montagem inicial do sistema de irrigação por gotejamento: perfuração
dos tubos (A); chula e inicial de linha 13 mm acoplado no tubo de PVC (B) e
conexão da linha lateral (C)....................................................................................... 33
FIGURA 9. Sistema de irrigação por gotejamento em campo: linhas laterais antes do
enterramento.. ........................................................................................................... 33
FIGURA 10. Sistema de irrigação por gotejamento: Registro inicial 13 mm (A);
válvula anti-vácuo de ½” (B) e mangueira acoplada à linha de derivação (C)........... 34
FIGURA 11. Sistema de irrigação por gotejamento: linhas de derivação (A) e linhas
principais (B). ............................................................................................................ 35
FIGURA 12. Sistema de irrigação por gotejamento: saída das linhas principais do
cabeçal de controle (A) e detalhe das linhas principais (B). ...................................... 35
FIGURA 13. Sistema de irrigação por gotejamento: cabeçal de controle e detalhe
dos hidrômetros......................................................................................................... 36
FIGURA 14. Reservatório de água (A) e Motobomba (B). ........................................ 37
FIGURA 15. Fertirrigação: Injetor de fertilizantes - dosador portátil Dosmatic®
modelo MiniDos......................................................................................................... 39
FIGURA 16. Espaçamentos de cultivo de plantas de algodão: E40 - 40 cm entre
linhas (A); E70 - 70 cm entre linhas (B) e E100 - 100 cm entre linhas (C). ............... 40
FIGURA 17. Determinação da altura de plantas (A) e Índice SPAD por meio do
clorofilômetro Minolta® (B). ....................................................................................... 43
11
FIGURA 18. Determinação das variáveis: peso médio do capulho (A), massa seca
de estrutura reprodutiva (B) e massa de algodão em caroço para obtenção da
produtividade. ............................................................................................................ 44
FIGURA 19. Umidade do solo: tubo de acesso (A) e tensiômetro (B). ...................... 45
FIGURA 20. Umidade do solo: Leitura com sonda Diviner 2000 (A) e leitura com
tensiômetro (B). ......................................................................................................... 45
FIGURA 21. Curva de retenção de água em função do potencial matricial do
Latossolo vermelho segundo o modelo de van Genuchten. ...................................... 46
FIGURA 22. Exemplo da tela do software SigmaXL: inserção de dados. ................. 47
FIGURA 23. Exemplo da tela do software SigmaXL: Análise estatística para um
experimento fatorial triplo utilizando a técnica de análise estatística de Box-Behnken.
.................................................................................................................................. 48
FIGURA 24. Perfil de água no solo (mm) para camada de 0-100 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à 11/09/2015. ........... 51
FIGURA 25. Perfil de água no solo (mm) para camada de 0-20 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à 11/09/2015. ........... 51
FIGURA 26. Tensão de água no solo (kPa) para camada de 0-20 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à 11/09/2015. ........... 52
FIGURA 27. Altura de planta de algodão aos 75 DAS em função das combinações
de doses de nitrogênio e espaçamentos. .................................................................. 53
FIGURA 28. Altura de planta de algodão aos 105 DAS em função das combinações
de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo.. ................................................. 54
FIGURA 29. Índice de clorofila (SPAD) de planta de algodão aos 75 DAS em função
das combinações de lâminas de irrigação e espaçamentos de cultivo.. ................... 57
FIGURA 30. Índice de clorofila (SPAD) de planta de algodão aos 105 DAS em
função das combinações de níveis de água (lâminas de irrigação) e doses de
nitrogênio................................................................................................................... 58
FIGURA 31. Número de capulhos por plantas de algodão em função das
combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo.. ........................... 59
FIGURA 32. Massa seca da parte aérea (caule + fruto) de planta de algodão em
função das combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo.. ........ 61
FIGURA 33. Produtividade de algodão em caroço (pluma + sementes) em função
das combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo.. .................... 63
FIGURA 34. Produtividade de algodão em pluma em função das combinações de
lâminas de irrigação e espaçamentos de cultivos.. ................................................... 64
FIGURA 35. Eficiência de plantas de algodão no uso da água em função das doses
de nitrogênio e espaçamentos de cultivos.. .............................................................. 66
12
LISTA DE TABELA
Página
TABELA 1. Detalhes dos tratamentos experimentais................................................ 30
TABELA 2. Caracterização química e granulométrica do Latossolo Vermelho antes
da implantação do experimento nas profundidades de 0 a 0,2 m. ............................ 32
TABELA 3. Valores de coeficiente de cultivo da cultura (Kc) para algodão. ............. 38
TABELA 4. Lâminas de água aplicadas por fase de desenvolvimento para a cultura
do algodão. LI= Lâmina de Irrigação; P= Precipitação do período. ........................... 38
TABELA 5. Produtos químicos aplicados durante a condução do experimento com
plantas de algodão. ................................................................................................... 41
TABELA 6. Ciclo fenológico do algodoeiro, variedade IMA 5675B2RF, em suas
diversas fases de desenvolvimento, considerando a emergência em 04 de maio de
2015. ......................................................................................................................... 49
TABELA 7. Valores médios da Evapotranspiração da cultura (ETc) por fase de
desenvolvimento para a cultura do algodão. ............................................................. 50
TABELA 8. Média das características tecnológicas (HVI) da área experimental
cultivado com algodão em função dos níveis de água (LI) e doses de nitrogênio
(DN). .......................................................................................................................... 67
13
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ........................................................................................... 15
2
REFERENCIAL TEÓRICO ......................................................................... 17
2.1
A cultura do Algodão .................................................................................. 17
2.1.1
Origem e finalidade .................................................................................... 17
2.1.2
Fenologia .................................................................................................... 18
2.1.3
Exigências climáticas e disponibilidade hídrica .......................................... 19
2.2
Adubação ................................................................................................... 20
2.2.1
Nitrogênio ................................................................................................... 20
2.3
Irrigação...................................................................................................... 22
2.3.1
Irrigação por gotejamento subsuperficial .................................................... 23
2.3.2
Fertirrigação ............................................................................................... 23
2.4
Sistemas de cultivo ..................................................................................... 24
2.5
Metodologia de Superfície de Resposta (MSR): Planejamentos de BoxBehnken ..................................................................................................... 25
3
MATERIAL E MÉTODOS........................................................................... 28
3.1
Localização do experimento ....................................................................... 28
3.2
Delineamento experimental ........................................................................ 30
3.3
Caracterização e correção do solo ............................................................. 32
3.4
Instalação do sistema de irrigação por gotejamento .................................. 32
3.4.1
Linhas laterais ............................................................................................ 32
3.4.2
Linhas de derivação e Linhas Principais .................................................... 34
3.4.3
Cabeçal de Controle ................................................................................... 36
3.4.4
Reservatório e Motobomba ........................................................................ 37
3.5
Manejo de irrigação .................................................................................... 37
3.6
Manejo da adubação .................................................................................. 39
3.7
Espaçamentos de Cultivos e Semeadura ................................................... 40
3.8
Controle Químico........................................................................................ 41
3.9
Variáveis analisadas ................................................................................... 42
3.10
Análise estatística ....................................................................................... 47
4
RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................. 49
4.1
Estádios de crescimento............................................................................. 49
4.2
Umidade do solo ......................................................................................... 50
14
4.3
Altura de planta .......................................................................................... 53
4.4
Índice de clorofila SPAD ............................................................................. 56
4.5
Número de capulhos por planta.................................................................. 59
4.6
Peso do capulho, massa seca do capulho e massa seca da estrutura
reprodutiva.................................................................................................. 60
4.7
Massa seca da parte aérea ........................................................................ 61
4.8
Produtividade de algodão em caroço ......................................................... 62
4.9
Produtividade de algodão em pluma .......................................................... 64
4.10
Rendimento de fibra ................................................................................... 66
4.11
Eficiência no uso da água........................................................................... 66
4.12
Variáveis Industriais (HVI) .......................................................................... 67
5
CONCLUSÕES .......................................................................................... 69
6
REFERÊNCIAS .......................................................................................... 70
15
1. INTRODUÇÃO
O algodão (Gossypium hirsutum L.) é a mais importante das fibras têxteis
cultivadas mundialmente, além da utilização do caroço para a alimentação animal e
extração de óleo (BRASIL, 2007).
A cultura do algodão tem grande valor econômico, sendo empregada
principalmente em regiões com precipitação irregular ou quantidades limitadas de
água para irrigação, onde representa importante fonte de renda para os agricultores
de pequena e larga escala (PAPASTYLIANOU et al., 2014).
O algodoeiro é produzido em mais de 30 países, com destaque no cenário
mundial para a Índia liderando a primeira posição e o Brasil como o quinto maior
produtor e o terceiro maior exportador de algodão (USDA, 2015).
Na Safra 2014/2015, o Brasil apresentou redução na área plantada (11,6%),
sendo a região Centro-Oeste, principal produtora de fibra, uma diminuição de 103,4
mil hectares. Entretanto, o Estado de Mato Grosso mantém-se como maior produtor
nacional (57%), produzindo em torno de 870 mil toneladas de algodão em pluma
com aproximadamente 562,7 mil hectares de área cultivada (CONAB, 2015).
A partir da década de 80 houve uma busca por novos arranjos de plantas
visando a redução dos espaçamentos entre fileiras. Em geral, o algodoeiro é
cultivado em espaçamentos variando de 0,76 a 1,20 m, porém com a redução entre
linhas, tornou-se possível o controle de plantas daninhas, insetos, diminuição na
quantidade de herbicidas e inseticidas, além de aumentar o número de frutos por
área (LAMAS et al., 2005).
O algodoeiro possui complexidade morfológica devido ao crescimento
vegetativo e reprodutivo simultâneos, sendo fundamental o equilíbrio entre esses
crescimentos para a produção e qualidade da fibra. Esse fator está diretamente
influenciado pelas condições do ambiente (temperatura, luminosidade, umidade e
fertilidade do solo) e de manejo (densidade de plantas, espaçamento entre linhas,
nutrientes, reguladores de crescimento) (CHIAVEGATO et al., 2009).
A cultura possui grande exigência nutricional principalmente em nitrogênio
(N), fósforo (P) e potássio (K), uma vez que o nitrogênio possui grande importância
na obtenção de elevados parâmetros de produtividade (TEIXEIRA et al., 2008;
SANA et al., 2014).
16
Em comparação a outras culturas como soja (Glycine max L. Merrill), arroz
(Oryza sativa L.) e milho (Zea Mays L.), o algodoeiro possui alta tolerância à seca.
Devido aos seus ajustes fisiológicos, como a capacidade de crescimento e
plasticidade radicular, quando submetidos a condições de seca, a cultura
desenvolve seu sistema radicular explorando melhor as camadas mais profundas
(ROSOLEM, 2006).
O algodoeiro apresenta diferentes necessidades hídricas em relação aos
estádios fenológicos. A necessidade de água para altas produtividades é baixa nos
estádios iniciais e alta no período de floração (CARVALHO et al., 2013).
Com o crescimento da produção alimentar mundial, o setor agrícola continua
consumindo grande parte da água disponível em rios, lagos e aquíferos
subterrâneos, uma vez que esta encontra-se cada vez mais limitada devido aos
impactos causados pelo homem. Nesse sentido, a utilização de sistemas de
irrigação mais eficientes tem sido usada para aumento da produtividade com
economia de água (PAZ et al., 2000).
A irrigação por gotejamento tem sido um dos sistemas mais apropriados e em
constante expansão, pois além de garantir a economia de água com eficiência na
aplicação, possibilita a automação e a fertirrigação (CUNHA et al., 2008).
Assim, objetivou-se pelo presente trabalho avaliar o desenvolvimento e
produtividade do algodão herbáceo cultivado em Latossolo Vermelho do Cerrado,
em função da adubação nitrogenada, lâminas de irrigação por gotejamento
subsuperficial e espaçamentos de semeadura.
17
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 A cultura do Algodão
2.1.1 Origem e finalidade
A cultura do algodão apresenta referências histórias há muitos séculos antes
de Cristo, sendo os árabes os primeiros a fiarem e tecerem as fibras de algodão. No
Brasil, entre os séculos XVI e XVII, o algodão deu início no norte e nordeste, em
especial, no Pernambuco e Maranhão utilizado nos grandes engenhos ao lado da
cana-de-açúcar (BRASIL, 1946).
Com a Revolução Industrial, o algodão passou ser a principal fibra têxtil,
tendo papel importante nas Américas com a primeira indústria motriz. Os países que
se destacaram com a exportação do algodão nesse período foram os Estados
Unidos e o Brasil, sendo um dos principais fatores no desenvolvimento da economia
(BRASIL, 2007).
Cultivava-se algodão arbóreo, de fibras longas, perene, com várias colheitas
anuais na mesma planta, destinado à produção interna como “panos grosseiros”
para vestimentas de escravos e sacaria para embalagem de produtos agrícolas em
geral (BRASIL, 1946).
Em meados de 1985, cultura do algodoeiro atravessou grandes dificuldade,
com a chegada da praga do bicudo-do-algodoeiro (Anthonomus grandis) que causou
grandes prejuízos à cultura no Brasil. Após esse período, foi introduzido o algodão
herbáceo, de ciclo anual e fibra curta, como alternativa para reestabelecer a
produção EMBRAPA, 2003).
A cotonicultura brasileira vem tendo um papel importante no processo de
expansão com resultados técnicos e econômicos (TEIXEIRA et al., 2008). Para o
ano de 2015, o Brasil foi o quinto maior produtor mundial de algodão com destaque
para região Centro-Oeste que contribui com 65% de área plantada no Brasil
(CONAB, 2015).
O processo produtivo de têxteis de algodão passa por inúmeras etapas
fundamentais desde a cotonicultura até a distribuição varejista. Nesse processo, o
algodão em caroço produzido no campo transforma-se em algodão pluma nas
algodoeiras e em fio de algodão de várias especificações na fiação. Na tecelagem
os fios são elaborados em tecido cru e encaminhado tinturaria. O acabamento em
18
roupas e outros produtos é realizado na indústria de confecções, para posterior
distribuição em lojas varejistas (URBAN, 1995).
2.1.2 Fenologia
O algodoeiro
é uma angiosperma, pertence ao grupo de plantas
dicotiledôneas, família Malvaceae. É uma planta oleaginosa (sementes ricas em óleo
- 25% a 40%), de hábito anual ou perene, caule herbáceo ou lenhoso, nativa de
regiões tropicais e subtropicais com baixa pluviosidade (500 mm). Possui raiz
pivotante, sendo no início uma raiz principal, atingindo até 30 cm de profundidade.
Posteriormente, afina-se bruscamente, podendo atingir mais de 2 m (ROSOLEM,
2006; CHIAVEGATO et al., 2009).
A cultura do algodoeiro necessita de monitoramento constante, sendo de
fundamental importância as escalas fenológicas na tomada de decisões. Em 2001, o
ciclo do algodoeiro subdividiu em quatro fases: Fase vegetativa (V) - da emergência
até o primeiro botão floral; Fase de formação de botões florais (B) - do primeiro
botão floral à primeira flor; Fase de florescimento (F) – da primeira flor ao primeiro
capulho; e Fase de abertura de capulhos (C) – do primeiro capulho à colheita
(MARUR e RUANO, 2001).
A fase vegetativa varia de 27 a 38 dias. Nessa fase, o sistema radicular é
desenvolvido e o crescimento da parte aérea se torna lento. As raízes continuam o
crescimento até a planta atingir altura máxima de desenvolvimento. Nesse processo,
formam-se os ramos reprodutivos e vegetativos (curta duração), com o primeiro
botão floral aparecendo no ramo reprodutivo entre o quinto e o sexto nó (ROSOLEM,
2006; ROSOLEM, 2012a).
Na Fase de formação de botões florais, a planta atinge a altura máxima
devido ao crescimento acentuado da parte aérea. A primeira flor aparece na primeira
posição do primeiro ramo frutífero localizado mais baixo na planta. Os processos
fisiológicos estão associados com a fotossíntese e a distribuição de carboidratos
para o desenvolvimento dos frutos (ROSOLEM, 2012a).
Ao entrar na Fase de florescimento, as flores atingem o ápice da planta e
grande parte de nutrientes são direcionados aos frutos em desenvolvimento
(elongação das fibras). A queda dos botões florais e maçãs mais jovens é um
processo natural relacionado a queda na fotossíntese ou aumento no gasto
metabólico (CHIAVEGATO et al., 2009).
19
Na última fase, abertura de capulhos, o crescimento vegetativo é inibido
devido ao grande número de maçãs em desenvolvimento, diminuindo a atividade do
sistema radicular e a fotossíntese. A aplicação de desfolhantes e/ou maturadores
acelera a maturação do fruto e a abertura dos capulhos facilitando a colheita
(SANTOS et al., 2014).
As cultivares podem ser classificadas em três grupos de maturação, tendo
como referência, 90% dos frutos abertos: Ciclo Precoce - 120 a 130 dias; Ciclo
Médio - 140 a160 dias; e clico tardio - acima de 170 dias (CHIAVEGATO et al.,
2009).
2.1.3 Necessidades climáticas e disponibilidade hídrica
Um dos principais fatores que interferem a produtividade e qualidade da fibra
é a temperatura. Em geral, as temperaturas ideais para obtenção de bons resultados
estão em torno de 30ºC diurnos e 22ºC noturnos (LAMAS e YAMAOKA, 2012).
Entretanto, a temperatura influencia significativamente no crescimento em todas as
suas fases.
Para cada estádio fenológico é determinado uma temperatura ideal para seu
desenvolvimento. Na emergência, que ocorre entre 5 a 10 dias, a temperatura ótima
no campo é de 32 ºC. Na fase dos botões florais as temperaturas podem variar de
22 ºC à 25 ºC e do capulho à colheita de 23 ºC à 30 oC, para obtenção de maçãs
maduras (ROSOLEM, 2012a).
Na cultura do algodão, o rendimento é determinado não somente pelas
características genéticas e meio de cultivo, mas também a disponibilidade de água,
que varia de acordo com seu estádio de desenvolvimento. A cultura necessita de
condições hídricas diferenciadas para cada fase fenológica, além de um manejo
adequado para evitar o déficit excessivo ou desperdício de água (BARRETO et al.,
2003).
As necessidades hídricas do algodoeiro variam com os estádios fenológicos,
em função do desenvolvimento da fitomassa. Durante seu ciclo completo, a
quantidade de água necessária varia entre 500 e 1500 mm dependendo do clima e
do ciclo. As maiores quantidades requeridas são durante o florescimento e a
frutificação, quando ocorre o pico de demanda hídrica (CHIAVEGATO et al., 2009).
20
2.2 Adubação
A adubação consiste em adicionar ao solo a quantidade de nutrientes
necessária entre o que é requerido pela planta e o que o solo fornece, além de
acrescentar o que foi perdido por volatilização, lixiviação ou erosão (MALAVOLTA,
1989).
As quantidades a serem aplicadas, para uma determinada cultura, são
baseadas na análise de fertilidade do solo, coletadas no local do plantio, antes do
cultivo. O conhecimento dessas quantidades em cada estádio de desenvolvimento
auxilia na adubação equilibrada, contribuindo para o máximo potencial da espécie
(LUZ et al., 2002; AUGOSTINHO et al., 2008).
Na região do Cerrado a adubação na cultura do algodoeiro possui elevado
custo, podendo atingir até 30% do valor total de cultivo, sendo necessário otimizar
seu uso para obter maior rendimento e o menor custo (CAMACHO et al., 2013).
Por ser uma planta exigente à qualidade do solo, o algodoeiro herbáceo
desenvolve seu máximo potencial produtivo em solos férteis, bem estruturados,
profundos, bem drenados e ricos em matéria orgânica, absorvendo grandes
quantidade de nutrientes, em especial o nitrogênio (ZANCANARO e KAPPES,
2012).
Devido aos efeitos prejudiciais de escassez ou excesso de nitrogênio no
algodoeiro é fundamental o monitoramento desse nutriente durante o cultivo,
visando melhorar rendimento e a qualidade (WIEDENFELD et al., 2009).
2.2.1 Nitrogênio
Na atmosfera, o nitrogênio (N) representa 78% do volume molecular (N 2),
porém não disponível diretamente aos organismos vivos. No sistema solo-planta o
nitrogênio pode ser inserido por fixação biológica, deposições atmosféricas,
adubações químicas e orgânicas (CANTARELLA, 2007; TAIZ e ZEIGER, 2013).
O nitrogênio está presente na composição de importantes biomoléculas como
ATP (adenosina trifosfato), NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo), NADPH
(nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato), clorofila, proteínas e enzimas,
promovendo aceleração do crescimento. É o nutriente extraído em maior quantidade
pelas culturas, entretanto, quando aplicado em quantidades excessivas em
algodoeiro, favorece o crescimento vegetativo, prolongando o ciclo e apodrecimento
das maçãs no “baixeiro” (KANEKO et al., 2014).
21
A deficiência de nitrogênio inibe o crescimento das plantas, com clorose
(amarelecimento) nas folhas mais velhas. Por possuir alta mobilidade na planta, as
folhas mais jovens podem não apresentar inicialmente os sintomas visuais (TAIZ e
ZEIGER, 2013).
Os nutrientes são transportados do solo para a planta por mecanismos tais
como intercepção radicular, difusão e fluxo de massa. Neste último, o nitrogênio é
transportado juntamente com a água, movimentando-se em direção às raízes em
função da transpiração da planta. Desse modo, se a planta não estiver transpirando,
ou houver pouca água no solo, a absorção de Nitrogênio será prejudicada
(ROSOLEM E BOGIANI, 2014).
As fontes de nitrogênio mais utilizadas são: uréia (45% - 46% de N),
amoníaco anidro (82% de N), sulfato de amônio (21% de N) e nitrato de amônio
(34% de N) (ALI, 2015). Quando o nitrogênio é aplicado ao solo na forma de uréia, é
inicialmente convertido em amônio, possibilitando maior absorção do nutriente pelas
plantas. Entretanto, a aplicação deve ser realizada de forma criteriosa, pois sem
incorporação, pode provocar perdas significativas por volatilização (LUCHESE et al.,
2001; DUARTE et al., 2007).
As plantas de algodão com mais de 90 dias, destinam menos de 30% do
Nitrogênio absorvido para os frutos. Assim se torna favorável o parcelamento da
aplicação, para que o Nitrogênio esteja disponível durante todos os estádios da
cultura, promovendo o aumento da produção (ROSOLEM, 2001).
Outra alternativa, é o cultivo de feijão após colheita do algodão. Essa rotação
torna-se vantajosa pois além de ser uma cultura de ciclo rápido, acumula nitrogênio
em suas raízes que posteriormente será disponibilizado na próxima cultura,
promovendo assim o crescimento de plantas de algodão (BORGES et al., 2015).
Para determinação do conteúdo de nitrogênio e consequentemente clorofila
na planta, usualmente, é realizado após a destruição das folhas. No entanto, o
medidor de "SPAD-502" realiza leitura indireta do valor relativo do teor de clorofila
nas lâminas foliares, sendo usada para diagnosticar o estado nutricional das plantas
(LI, et al., 2014).
Brandão et al. (2009), avaliando a adubação nitrogenada através da utilização
do índice SPAD para o algodoeiro no semi-árido, verificaram que a adubação
nitrogenada aumentou os teores de N foliares quando se aplicou doses de 183,33 kg
ha-1 e 266,67 kg ha-1 de Nitrogênio aos 40 e 60 DAE.
22
Medeiros et al. (2001), observaram na Safra 1999/ 2000 no Estado de Goiás,
que a produtividade e altura de planta de algodão foram influenciadas pela adição de
nitrogênio ao solo, proporcionando os maiores rendimentos quando aplicados até
150 kg N ha-1 em cobertura.
Lima et al. (2006) avaliaram níveis de adubação nitrogenada na produção e
qualidade do algodão BRS verde, observaram que as doses de nitrogênio
influenciaram significativamente o peso de fibra e o número de capulho por planta,
apresentando produção com comportamento linear ascendente quando aplicados
até 8,7 g planta-1 (240 kg ha-1).
Wang et al. (2013) estudando os efeitos da aplicação da uréia no crescimento
e rendimento do algodão, verificaram que após a aplicação de nitrogênio, houve
aumento significativo na altura das plantas, número de ramificações, número de
gemas e flores.
2.3 Irrigação
A água é um recurso natural indispensável para qualquer tipo de exploração
agrícola. A irrigação contribui para o aumento da produção favorecendo o sistema
produtivo em áreas cujo potencial produtivo é limitado devido a irregularidades
pluviométricas (SILVA et al., 2001; JÁCOME et al., 2005).
O uso da irrigação possibilita sucessão de culturas, aumentando o índice
anual de uso da terra atendendo a indústria têxtil sem a necessidade de importações
dessa matéria-prima (BARRETO et al., 2004).
A quantidade de água a ser aplicada na cultura é um dos principais
parâmetros para o correto dimensionamento de um sistema de irrigação
(MENDONÇA et al., 2003).
Batista et al. (2010) ao estudar o crescimento e produtividade da cultura do
algodão em diferentes cultivos (sequeiro, aspersão e gotejamento), obtiveram
respostas significativas quanto ao uso de irrigação por gotejamento, obtendo maior
número de estruturas reprodutivas, altura de plantas, número de capulhos por planta
e maior produtividade de algodão em caroço.
Aquino et al. (2012) ao estudarem dois sistemas de cultivos (sequeiro e
irrigado) encontraram maior acúmulo de biomassa seca de folhas, caule e parte
aérea em cultivo irrigado.
23
2.3.1 Irrigação por gotejamento subsuperficial
A irrigação utiliza grande parte da água consumida mundialmente, e a com o
aumento da demanda de água e utilização inadequada dos recursos hídricos pelas
atividades humanas, têm-se buscado alternativas eficientes para minimizar o
consumo de água, sem prejudicar a qualidade e produtividade das culturas
(ESTEVES et al., 2012).
Visando esse aspecto, a irrigação por gotejamento tem se destacado por ser
um sistema que aplica água próximo a zona radicular das plantas, reduzindo a
superfície molhada do solo exposta às perdas por evaporação (PAZ et al., 2000).
A irrigação por gotejamento também reduz a incidência de pragas, doenças e
plantas daninhas; proporciona o aproveitamento da água para aplicação de
nutrientes e diminuição de danos mecânicos no sistema (MARQUES et al., 2006;
DALRI et al., 2008).
Estudos realizados por Thind et al. (2008) com algodão irrigado por
gotejamento superficial na Índia, foram dimensionados com tratamentos compostos
por três níveis de Nitrogênio (100, 75 e 50% do recomendado para o solo da região),
por fonte uréia e três métodos de semeadura (35, 67,5 e 100 cm. Estes autores
obtiveram respostas significativas para produção de sementes, número de capulho,
altura da planta e rendimento de algodão em caroço.
Aujla et al. (2004) estudando a produtividade do algodão em Bathinda, na
Índia, encontraram maior rendimento de algodão em caroço (2144 kg ha -1) utilizando
o método de irrigação por gotejamento.
Dougherty et al. (2009) ao investigar a irrigação por gotejamento
subsuperficial e fertirrigação na produção de algodão no norte do Alabama,
concluíram que os sistemas irrigados obtiveram maior produção de sementes que o
sistema de sequeiro.
2.3.2 Fertirrigação
A fertirrigação é a técnica de aplicação de fertilizantes através da água de
irrigação. O uso de nutrientes via água tem características distintas da aplicação via
solo, uma vez que a água infiltra já em solução, próximo a zona radicular das
plantas, acelerando assim o ciclo dos nutrientes (MENDONÇA, 1999; COELHO et
al., 2002).
24
A técnica de fertirrigação está atualmente restrita a método de irrigação por
gotejamento, tendo como principal limitação o custo elevado do investimento inicial.
Ao se adotar a fertirrigação, faz-se necessário o uso de fertilizantes solúveis para
evitar o entupimento dos gotejadores devido à parte não dissolvida de fertilizantes
(JOSHI et al., 2015). Dentre os fertilizantes nitrogenados sólidos, solúveis em água,
a uréia é mais utilizado, devido ao menor preço por unidade de nutriente (BORGES
et al., 2006).
Sampathkumar et al. (2013) em estudo de efeitos das práticas de irrigação,
conduziram experimentos com cultivo de milho-algodão em Coimbatore (Índia), em
sistema de irrigação por gotejamento e aplicação de nutrientes via fertirrigação. Para
a cultura do algodão os fertilizantes (nitrogênio e potássio) foram injetados uma vez
a cada 10 dias através do dispositivo de Venturi. Os autores obtiveram resposta
significativas para ambos os experimentos, sendo que a irrigação por gotejamento
com 100% ETc durante o período de cultivo proporcionou maior produção de
matéria seca e maiores altura de plantas.
Joshi et al. (2015) avaliando o efeito da fertirrigação no consumo de
nutrientes, na cultura do algodão, observaram que a eficiência do uso de fertilizantes
por fertirrigação foi significativamente superior aos tratamentos de incorporação ao
solo.
Fernandes et al. (2002), obtiveram respostas significativas ao avaliar
parcelamento da fertirrigação na produção de tomate em cultivo protegido,
apresentando maior altura, maior número de frutos e maior produção nas plantas
que receberam a fertirrigação parcelada.
2.4 Sistemas de cultivo
No cultivo do algodoeiro existe uma complexa relação quanto à população de
plantas por unidade de área, interferindo diretamente na produtividade. As
alterações no espaçamento e na densidade de plantio podem acarretar uma série de
modificações no crescimento e desenvolvimento do algodoeiro (EMBRAPA, 2003).
As atividades fisiológicas, como a fotossíntese, são influenciadas pelo arranjo de
plantas, e quando submetidos a alta populações ocorre limitação na penetração de
luz no dossel vegetal. Os espaçamentos entre fileira utilizados no Brasil são:
adensado - 0,45 m; Intermediário - 0,76 m e convencional - 0,90 m, mantendo-se
aproximadamente oito plantas por metro linear (LAMAS e YAMAOKA, 2012).
25
A redução do espaçamento entre linhas (sistema adensado) têm sido uma
alternativa para redução de custos de produção, uma vez que a semeadura se
estende até o mês de fevereiro. Esse sistema diminui o potencial produtivo por
planta devido a populações mais altas, entretanto, aumenta a produtividade de fibra
por área (m²) (KANEKO et al., 2014).
Em relação aos sistemas de plantio convencionais, o cultivo adensado
proporciona o fechamento do dossel precocemente, através da intensa competição
entre plantas (ANSELMO et. al., 2011).
Para condições do Cerrado de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul,
atualmente as cultivares em uso possuem uma população entre 80.000 a 120.000
plantas ha-1 e espaçamento entre fileiras de 0,80 a 0,90, com 8 a 12 plantas m -²
(EMBRAPA, 2003).
Ferrari et al. (2008), estudando o desenvolvimento do algodoeiro em função
de três espaçamentos (0,45, 0,70 e 0,90 m entre linhas), observaram que os
diferentes espaçamentos afetaram o desenvolvimento das plantas nas avaliações
iniciais.
2.5 Metodologia de Superfície de Resposta (MSR): Planejamentos de BoxBehnken
A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), em inglês Response
Surface Methodology (RSM), representa um conjunto de operações matemáticas e
estatísticas que determinam as condições ótimas de fatores experimentais e a
região do espaço fatorial em que a resposta de interesse é influenciada por estes
fatores (MENDES, 2006).
Esse método possibilita verificar a melhor configuração para os níveis em
todo o intervalo considerado. Os dados experimentais são ajustados a uma equação
polinomial de segunda ordem, usando análise de regressão múltipla (MARAN et al.,
2013).
Dentre os planejamentos de segunda ordem, os experimentos em Composto
Central são os mais utilizados. Esse experimento é formado por fatoriais completos
de dois níveis ou fracionados (PAIVA, 2008).
Quando se tem delineamentos com tratamentos complexos, utilizando todas
as combinações dos fatores em estudo, podem gerar restrições físicas e
26
econômicas para realização do experimento. Assim, se tornou necessário a busca
por técnicas de redução do número de pontos experimentais (MATEUS et al., 2008).
Diante desse aspecto, Box e Behnken (1960) desenvolveu planejamentos de
3 três fatores de entrada modelando superfície de resposta de segunda ordem,
visando assim a otimização dos fatores experimentais.
A MSR utilizando o delineamento experimental Box-Behnken é usado para
encontrar a melhor resposta, analisando o efeito de três fatores independentes em
três níveis, baixo (-1), médio (0) e alto (1), com blocos incompletos (SAHU et al.,
2014).
A metodologia requer apenas 12 combinações, pois o ponto central é
recomendado 3 vezes iguais (Figura 1). Com isso, o número de ensaios
experimentais é menor, além de reduzir o tempo de execução e o custo total (MEE,
2000).
Para gerar os gráficos de superfície de resposta tridimensionais (3D), são
selecionadas respostas com base no modelo polinomial de regressão. Dos 3 fatores
utilizados, um é mantido constante para cada parcela, e a superfície de resposta é
gerada a partir da interação dos outros 2 fatores (SAHU et al., 2014).
A relevância de experimentos em planejamento Box-Behnken tem sido
reportada na literatura. Yin e Dang (2008) avaliaram a MSR associado ao BoxBehnken de três níveis e quatro fatores para extração dos polissacarídeos de
Lycium barbarum na China. Esses autores obtiveram respostas satisfatórias na
análise estatística utilizando esse planejamento.
Lee e Eun (2012) estudaram essa metodologia para encontrar a condição
ideal de extração de arbutin da casca de pêra asiática (Pyrus pyrifolia cv. Niitaka)
com 3 níveis e 4 variáveis independentes (concentração de co-solvente, pressão de
extração, temperatura de extração e tempo de extração), obtendo resultados
positivos para os tratamentos.
Konwarh et al. (2013) também utilizaram o modelo estatístico para otimizar o
estudo do diâmetro de fibras de acetato de celulose, avaliando três parâmetros de
processamento e diversos tamanho de espectro.
27
FIGURA 1. Box-Behnken: eixos (X1, X2, X3) fatores de variação (A), e combinações
entre três níveis baixo (-1), médio (0) e alto (1) (B).
28
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização do experimento
O experimento foi conduzido a campo na área experimental do Curso de
Mestrado em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT),
Campus Universitário de Rondonópolis, com latitude de -16º 27' 45", longitude de 54º 34' 49" e altitude: 290 m no período de maio a setembro de 2015 (Figura 2).
A cidade de Rondonópolis localiza-se na região Sul do Estado de Mato
Grosso à 210 Km da capital Cuiabá. Apresenta índice pluviométrico médio de 1500
mm e temperatura média de 24,8 ºC anuais. De acordo com a classificação climática
de Köppen, o clima da região é o tropical sazonal (Aw), com presença de invernos
secos e verões chuvosos. Durante a condução do experimento, os valores médios
verificados na estação agrometeorológica automática do Programa de PósGraduação em Engenharia Agrícola (UFMT/CUR), para temperatura, umidade
relativa do ar, velocidade do vento a 2 m de altura e evapotranspiração de referência
estimada por Penman-Monteith (FAO) estão ilustrados nas Figuras 3 e 4.
Área Experimental
Estação
Meteorológica
UFMT
Campus de Rondonópolis
FIGURA 2. Vista aérea da área experimental - Rondonópolis/MT, Junho/2015.
29
FIGURA 3. Valores médios para temperatura média e umidade relativa do ar
acumulada na cidade de Rondonópolis/MT no período de 01/05/2015 à
20/09/2015.Fonte: http://grupodepraticasemaguaesolo.blogspot.com.br.
FIGURA 4. Valores médios para evapotranspiração de referência estimada por
Penman-Monteith FAO e velocidade do vento à 2 m de altura acumulada
na cidade de Rondonópolis/MT no período de 01/05/2015 à 20/09/2015.
Fonte: http://grupodepraticasemaguaesolo.blogspot.com.br.
30
3.2 Delineamento experimental
O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados em
planejamento Box-Behnken 3³ incompleto, com 15 tratamentos (Tabela 1) e 4
blocos, sendo três espaçamentos de semeadura, três níveis de adubação
nitrogenada (via fertirrigação) e três lâminas de irrigação (via gotejamento
subsuperficial), totalizando 60 unidades experimentais (Figura 5) com área total de
1800 m². As parcelas foram formadas com dimensões de 6 m x 5 m (30 m²) e área
útil de 3,3 m x 3 m (9,9 m²) sendo dispostos corredores entre os blocos de 2 m
(Figura 6 e 7).
TABELA 1. Detalhes dos tratamentos experimentais
Eixo
Fator Variável
X1
X2
X3
Lâminas de Irrigação (% ETc)
Níveis de Nitrogênio (kg ha-1)
Espaçamentos de cultivo (cm entre linhas)
Baixo
-1
30
31
40
Níveis
Médio
0
90
171
70
Alto
1
150
310
100
FIGURA 5. Vista geral do experimento a campo composto por plantas de algodão
submetidas às doses de nitrogênio, lâminas de água e espaçamentos de
cultivos aos 92 dias após a semeadura. Rondonópolis/MT, 2015.
FIGURA 6. Delineamento da área útil para o tratamento com espaçamentos.
31
Motobomba
Reservatório
Cabeçal de Controle
FIGURA 7. Croqui do layout da área experimental, sistema de irrigação, linhas principais e secundárias. Rondonópolis/MT, 2014.
32
3.3 Caracterização e correção do solo
O solo utilizado foi o Latossolo Vermelho (EMBRAPA, 2013). Para
recomendação de adubação e calagem, foram coletadas 24 amostras simples de
solo nas camadas 0-0,20 m e 0,20-0,40 m, das quais foram homogeneizadas para
obtenção de 6 amostras compostas para cada camada, e assim, encaminhadas ao
laboratório para análise química do solo (Tabela 2).
TABELA 2. Caracterização química e granulométrica do Latossolo Vermelho antes
da implantação do experimento nas profundidades de 0 a 0,2 m.
P
K Ca Mg H
Al SB CTC
V
M.O. Areia Silte Argila
pH
-1
-3
-3
(CaCl2) mg dm
--------------- cmolc dm -----------%
g dm-3 -------- g kg ---------4,1
1,5 21 0,3 0,2 3,7 0,7 0,6 4,7 12,2
16
549
84
367
pH - potencial hidrogeniônico, H+Al – acidez potencial, SB – Soma das Bases, CTC –
capacidade de troca catiônica, V% - saturação por bases.
Para correção da acidez do solo, foi realizada aplicação a lanço de calcário
dolomítico (PRNT=99,16%), elevando-se a saturação por bases ao nível de 50%
conforme SOUSA e LOBATO (2004). O calcário foi incorporado à camada arável do
solo com o uso de grade aradora, onde permaneceu reagindo por 30 dias.
3.4 Instalação do sistema de irrigação por gotejamento
3.4.1 Linhas laterais
Parte do sistema de irrigação foi montado no Laboratório de Hidráulica da
Universidade Federal de Mato Grosso – Campus Universitário de Rondonópolis.
Foram utilizados nas parcelas 120 tubos de PVC (Policloreto de Vinil) soldável 25
mm, PN (pressão nominal) 60 m.c.a para conexão das linhas laterais, sendo dois
tubos por parcelas (um para aplicação das lâminas de irrigação e o outro para
aplicação da fertirrigação). Os tubos foram perfurados com furadeira de bancada,
com diâmetro de ponteira de 2 cm. Posteriormente, foram colocados anéis de
vedação (chulas) e inicial de linha 13 mm (Figura 8).
As linhas laterais foram compostas por mangueiras gotejadoras de polietileno
marca NaanDanJain – Jain Irrigation Company, modelo Top Drip PC AS de 16 mm.
Em cada parcela experimental foram instaladas 6 linhas laterais de 5 m,
distanciadas a 1 m entre si e enterradas à 0,1 m de profundidade. Os emissores
33
foram do tipo in-line, com vazão média de 1,6 L h-1 e pressão máxima de 1,4 bar,
espaçados em 0,3 m (Figura 9).
A
B
C
Gotejador
Inicial
de
linha
Chula
FIGURA 8. Montagem inicial do sistema de irrigação por gotejamento: perfuração
dos tubos (A); chula e inicial de linha 13 mm acoplado no tubo de PVC
(B) e conexão da linha lateral (C).
5m
1m
Gotejadores
0,3 m
6m
FIGURA 9. Sistema de irrigação por gotejamento em campo: linhas laterais antes do
enterramento. Rondonópolis/MT, 2015.
34
As extremidades das parcelas no comprimento de 6 m foram compostas por 2
tubos de PVC de 25 mm (um em cada extremidade) contendo uma saída vertical de
0,5 m com válvula anti-vácuo de ½ polegada, para alívio de pequenas quantidades
de ar das linhas pressurizadas e servindo também para realizar a limpeza do
sistema. Junto ao tubo, foram conectados registro inicial de 13 mm e mangueira de
16 mm PN 30 m.c.a de Polietileno de baixa densidade linear (PEBDL 1630) para
conexão das linhas laterais à linha de derivação (Figura 10).
A
B
C
FIGURA 10. Sistema de irrigação por gotejamento: Registro inicial 13 mm (A);
válvula anti-vácuo de ½” (B) e mangueira acoplada à linha de derivação
(C).
3.4.2 Linhas de derivação e Linhas Principais
Foram utilizados tubos de PVC soldável de 25 e 32 mm PN 60 m.c.a para as
linhas de derivação (Figura 11) e tubos de 50 mm PN 40 m.c.a para as linhas
principais. As linhas principais foram conectadas ao cabeçal de controle por 6
conexões, sendo três para irrigação (30%, 90% e 150% da ETc) e três para
fertirrigação (20%, 110% e 200% da recomendação) (Figura 12).
35
Linhas de
derivação
Linhas
principais
FIGURA 11. Sistema de irrigação por gotejamento: linhas de derivação (A) e linhas
principais (B).
FIGURA 12. Sistema de irrigação por gotejamento: saída das linhas principais do
cabeçal de controle (A) e detalhe das linhas principais (B).
36
3.4.3 Cabeçal de Controle
Os controles dos volumes de água aplicados para os tratamentos foram
realizados por meio de hidrômetros, instalados no cabeçal de controle. O cabeçal foi
composto por três cavaletes para distribuição das lâminas de água e do fertilizante
nitrogenado.
Cada cavalete foi constituído por um manômetro marca Winters com escala
de 0 a 40 m.c.a. para aferição da pressão da água; 2 hidrômetros marca FAE
UNIJATO, modelo ALPHA de 3 m³ h-1; 1 registro de gaveta 2” PN 16 m.c.a; 2
registros de gaveta 3/4” PN 16 m.c.a para acoplamento da bomba injetora de
fertilizante e 1 válvula anti-vácuo 3/4” PN 10 m.c.a.
Utilizou-se filtro de disco de 300 mesh por 50 mm, antes do cabeçal de
controle, para filtragem da água do reservatório e minimizar possíveis entupimentos
nos emissores (Figura 13).
Válvula
Anti-vácuo
Manômetro
Hidrômetro
Registro
Filtro
Registros
Fertirrigação
Cavalete 001
Cavalete 002
Cavalete 003
DN20% e LI 30%
DN110% e LI 90%
DN200% e LI 150%
FIGURA 13. Sistema de irrigação por gotejamento: cabeçal de controle e detalhe
dos hidrômetros.
37
3.4.4 Reservatório e Motobomba
A água a ser irrigada foi obtida através do reservatório localizado à 195 m da
área experimental, com capacidade para 80 m³. No sistema de bombeamento
utilizou-se uma motobomba marca Branco, modelo B4T-5.5H (Figura 14).
FIGURA 14. Reservatório de água (A) e Motobomba (B).
3.5 Manejo de irrigação
O manejo da irrigação foi realizado a partir da evapotranspiração de
referência (ETo) estimada pelo método de Penman-Monteith FAO (Equação 1),
utilizando os elementos meteorológicos, de acordo com os dados coletados na
Estação Agrometeorológica Automática do Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Agrícola (UFMT/CUR) instalada aproximadamente a 272 metros da área
experimental.
Os elementos meteorológicos utilizados para determinação da ETo e
evapotranspiração da cultura (ETc) foram: temperatura do ar (Tar), umidade relativa
(UR%), precipitação (p), velocidade do vento (V2), radiação incidente (Rg), saldo de
radiação (Rn), fluxo de calor no solo (G) e pressão atmosférica (Patm).
(
)
(
(
)
)
(1)
Em que: ETo – evapotranspiração de referência (mm d-1); ∆ – gradiente da
curva pressão vapor vs. temperatura (kPa °C-1), Rn – radiação solar líquida
disponível (MJ m-2 d-1); G – fluxo de calor no solo (MJ m-2 d-1); γ – constante
38
psicrométrica (kPa °C-1); V2 – velocidade do vento a 2 m (m s-1); es – pressão de
saturação do vapor de água atmosférico (kPa); ea – pressão atual do vapor de água
atmosférico (kPa); e T – temperatura média diária do ar (°C).
Os coeficientes de cultivo (Kc) para as quatro fases de desenvolvimento da
planta, foram escolhidos conforme proposto no Boletim FAO 56 (ALLEN et al., 1998)
para a cultura do algodão (Tabela 3).
TABELA 3. Valores de coeficiente de cultivo da cultura (Kc) para algodão.
Estádio
Fase
Kc
fenológico
I
Inicial (0-25 dias)
0,45
II
Desenvolvimento (26-70 dias)
0,75
III
Desenvolvimento de capulhos (71-120 dias)
1,15
IV
Estádio de maturidade (121-colheita)
0,70
As irrigações das parcelas foram realizadas com base na evapotranspiração
da cultura (ETc) de acordo com a Equação 2, sendo utilizados três lâminas de
irrigação: LI30 – déficit hídrico (30% da demanda da ETc), LI90 – intermediário (90%
da ETc) e LI150 – condição de excedente hídrico elevado (150% da ETc) (Tabela 4).
As irrigações foram realizadas em dias alternados, sendo o volume de água a ser
aplicado corrigido pela eficiência de irrigação para sistema de gotejamento (90%).
(2)
TABELA 4. Lâminas de água aplicadas por fase de desenvolvimento para a cultura
do algodão. LI= Lâmina de Irrigação; P= Precipitação do período.
ETo Média ETo do período
Lâmina (mm)
Fase
-1
(mm d )
(mm)
100%
30%
90%
150%
LI
2,92
90,63
18,43
18,43
18,43
I
P
39,50
39,50
39,50
II
LI
P
3,16
-
91,62
-
75,52
-
22,66
-
65,63
-
109,38
-
III
LI
P
3,43
-
188,79
-
240,52
-
72,16
19,30
216,47
19,30
360,78
19,30
IV
LI
P
3,82
-
15,29
-
12,61
-
3,78
67,60
243,43
11,35
67,60
438,28
18,22
67,60
633,21
Total
(1) Lâmina - Soma das lâminas diárias.
39
3.6 Manejo da adubação
A adubação convencional foi realizada de acordo com SOUSA e LOBATO
(2004) para a cultura do algodão, com base na análise de química do solo (Tabela
2). Utilizou-se as seguintes doses: 155 kg ha-1 de Nitrogênio na forma de Uréia, 120
kg ha-1 de Fósforo (P2O5) na forma de Superfosfato Simples, 100 kg ha -1 de Potássio
(K2O) na forma de Cloreto de Potássio e 30 kg ha-1 de micronutrientes (FTE).
A aplicação de nitrogênio via fertirrigação foi realizada conforme os
tratamentos: DN20 – baixa (20% da dose recomendada – 31 kg ha-1); DN110 –
intermediário (110% da dose recomendada – 171 kg ha-1) e DN200 – alta (200% da
dose recomendada – 310 kg ha-1).
Foram utilizados 25 kg ha-1 na semeadura e 130 kg ha-1 parcelado em seis
vezes (recomendado dividido em seis aplicações via fertirrigação) em intervalos de
aplicação de 10 dias, a partir do 30º dia após a semeadura (30 DAS). As doses de
fósforo e potássio foram mantidas iguais para todos os tratamentos, sendo
distribuídos uniformemente na linha de semeadura.
A fertirrigação foi realizada com auxílio de injetor de fertilizantes (dosador
portátil Dosmatic® modelo MiniDos 1% BSD) acoplado ao cabeçal de controle, nos
registros do by pass do cavalete, na entrada de água para a tubulação da
fertirrigação (Figura 15).
FIGURA 15. Fertirrigação: Injetor de fertilizantes - dosador portátil Dosmatic®
modelo MiniDos.
40
3.7 Espaçamentos de Cultivos e Semeadura
Os tratamentos referentes aos espaçamentos de cultivo foram definidos em
função das recomendações atuais do sistema produtivo do algodão em Mato
Grosso:
E40 - 40 cm entre linhas (adensado); E70 - 70 cm entre linhas
(intermediário) e
E100 - 100 cm entre linhas (espaçado) (Figura 16).
A semeadura foi realizada no dia 01 de maio de 2015, sendo distribuídas
manualmente a 5 cm de profundidade, 10 sementes de algodão por metro linear da
variedade IMA 5675B2RF, produzidas pelo Instituto Mato-grossense do Algodão
(IMA). A cultivar foi de ciclo precoce (140-150 dias), com tecnologia Bollgard II
RRFlex resistente ao herbicida glifosato RF e a alguns insetos-praga (VILELA et. al.,
2015).
O desbaste foi realizado 20 dias após a semeadura, mantendo-se
aproximadamente 8 plantas por metro linear, e densidades de plantas conforme os
espaçamentos de cultivo: E40 - 225.000 plantas ha-1; E70 – 128.571 plantas ha-1 e
E100 - 90.000 plantas ha-1.
40 cm
70 cm
100 cm
FIGURA 16. Espaçamentos de cultivo de plantas de algodão: E40 - 40 cm entre
linhas (A); E70 - 70 cm entre linhas (B) e E100 - 100 cm entre linhas (C).
41
3.8 Controle Químico
Um dos grandes desafios do cultivo algodoeiro é o controle de pragas e
doenças que incidem sobre a cultura. Este é considerado um dos principais fatores
que
influenciam
a
produtividade
de
algodão,
tornando-se
necessário
o
monitoramento constante para identificação dos sintomas e recomendação de
produtos.
O controle químico foi realizado com aplicações de fungicidas, inseticidas e
herbicidas, totalizando 20 aplicações (Tabela 5). Utilizou-se o Pulverizador Costal
Manual com capacidade para 20 litros e EPI’s (Equipamento de Proteção Individual)
tais como: luvas, respiradores/máscaras, óculos, jaleco de mangas longas, calças,
touca árabe, avental e botas impermeáveis.
TABELA 5. Produtos químicos aplicados durante a condução do experimento com
plantas de algodão.
Dias após a
RECOMENDAÇÃO
PRODUTO
CLASSE
semeadura
ml ha-1
14
Marshal 400 SC
Inseticida/Acaricida
500
20
Roundup
Herbicida
2500
Glifosato
21
Roundup
Herbicida
2500
Glifosato
25
Acetamiprido
Inseticida Sistêmico
200 gr ha-1
Bulldock 125 SC
Inseticida
100
33
Marshal Star
Inseticida/Acaricida
500
Priori Top
Fungicida
300
38
Malathion
1000 Inseticida
1000
EC Cheminova
43
Marshal Star
Inseticida/Acaricida
500
Priori Top
Fungicida
300
45
Polo 500 SC
Inseticida/Acaricida
250
49
Marshal Star
Inseticida/Acaricida
500
Polo 500 SC
Inseticida/Acaricida
300
55
Priori Top
Fungicida
400
Score
Fungicida
200
Bulldock 125 SC
Inseticida
120
Polo 500 SC
Inseticida/Acaricida
500
Defender
Adjuvante
30
60
Marshal Star
Inseticida/Acaricida
1000
63
Score
Fungicida
500
Bulldock 125 SC
Inseticida
150
Polo 500 SC
Inseticida/Acaricida
500
69
Bulldock 125 SC
Inseticida
150
Polo 500 SC
Inseticida/Acaricida
500
76
Marshal Star
Inseticida/Acaricida
1000
42
81
84
87
96
105
125
Polo 500 SC
Priori Top
Bulldock 125 SC
Marshal Star
Roundup
Glifosato
Polo 500 SC
Priori Top
Bulldock 125 SC
Marshal Star
Marshal 400 SC
Score
Bulldock 125 SC
Bulldock 125 SC
Inseticida/Acaricida
Fungicida
Inseticida
Inseticida/Acaricida
Herbicida
500
500
150
500
2500
Inseticida/Acaricida
Fungicida
Inseticida
Inseticida/Acaricida
Inseticida/Acaricida
Fungicida
Inseticida
Inseticida
800
500
150
1000
400
500
150
150
3.9 Variáveis analisadas
Diariamente foram realizados levantamentos do estádio de crescimento da
planta para determinação das variáveis: Ciclo até o florescimento realizado com a
contagem do número médio de dias da emergência das plântulas até a abertura da
primeira flor branca; Precocidade de maturação com contagem do número médio de
dias da primeira flor branca até a deiscência de 2/3 dos frutos; e Ciclo até a colheita
com contagem do número médio de dias a partir da emergência até a abertura de
pelo menos 90% dos frutos.
As avaliações da altura de plantas e índice de clorofila SPAD ocorreram aos
45, 75 e 105 dias após a semeadura (DAS), 15 dias após o início da diferenciação
das lâminas de irrigação e fertirrigação. Os intervalos de avaliações foram de 30
dias, sendo escolhidas e marcadas nove plantas aleatórias por parcela.
A altura de plantas foi realizada medindo a distância vertical entre a
superfície do solo e o ápice das plantas, em centímetros, com auxílio de trena. O
índice de clorofila SPAD, foi determinado por meio do clorofilômetro Minolta ® Inc.
SPAD-502 Plus (MINOLTA, 1989), em folhas no terço médio, com uma leitura por
planta
(Figura 17). Posteriormente, calculou-se a média das nove plantas para
obtenção dos dados por unidade experimental.
A colheita foi realizada no dia 19 de setembro de 2015. Na ocasião foram
coletadas amostras de plumas provenientes da área útil de cada unidade
experimental, sendo retirados trinta capulhos, aproximadamente 150g, do terço
médio de plantas ao acaso.
43
As amostras foram pesadas e encaminhadas ao laboratório com o apoio do
Instituto Mato-grossense do Algodão (IMA), por meio de convênio oficial
estabelecido com o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola do
Campus de Rondonópolis – UFMT.
A
B
A
B
FIGURA 17. Determinação da altura de plantas (A) e Índice SPAD por meio do
clorofilômetro Minolta® (B).
As variáveis analisadas por meio de instrumento HVI (High Volume
Instrument) foram: comprimento da fibra, índice de uniformidade de comprimento,
Índice de fibras curtas, resistência a ruptura, elongação da fibra, índice micronaire,
grau de reflectância, grau de amarelecimento, diagrama de cor e maturação de fibra.
Com os resultados obtidos, foi realizado um comparativo entre os resultados
observados no presente estudo, com os encontrados na Safra 2013/2014 para a
mesma variedade cultivada em Mato Grosso e no Cerrado Baiano.
Após a colheita, foram avaliados: número de capulhos por planta com a
contagem manual do número de capulhos (estrutura reprodutiva e pluma com
caroço); peso do capulho obtido com o peso médio de um capulho (g) (Figura 18).
Os capulhos, os caules e as folhas do rebrote foram colocados em estufa de
circulação forçada a 65 ºC por 72 horas para avaliação da massa seca de capulho
com pesagem do capulho após a secagem; massa seca de estrutura reprodutiva
com a pesagem da estrutura reprodutiva após separada da pluma, e massa seca da
parte aérea com a soma dos pesos do caule, capulhos e folhas.
44
Foram avaliados também a produtividade, determinada com quantidade de
algodão em caroço e quantidade de fibra produzida, ambas expressas em kg ha-1; e
rendimento de fibra (% Fibra), que se refere à percentagem média de fibras da
amostra, avaliando-se o peso das fibras sobre à produtividade de algodão em
caroço.
A
B
C
FIGURA 18. Determinação das variáveis: peso médio do capulho (A), massa seca
de estrutura reprodutiva (B) e massa de algodão em caroço para
obtenção da produtividade.
Durante o experimento, a umidade no perfil solo foi continuamente observada
por meio de tubos de acesso e tensiômetros instalados em 9 parcelas aleatórias
predefinidas com lâmina intermediária - LI90 em cada espaçamento. Esses dois
métodos foram realizados para verificar a precisão do método de estimativa de ETo,
a fim de comparar quantificação da água utilizada pelas plantas no sistema via solo
e via atmosfera.
Para as leituras de capacitância, utilizou-se uma sonda modelo Diviner
2000®, Sentek Pty Ltd, Austrália, através de tubos de (PVC) instalados à 1 m de
profundidade. O equipamento possui uma sonda em uma de suas extremidades,
que ao ser inserida no tubo, registra automaticamente leituras do conteúdo da água
a cada 0,1 m, por meio de datalogger (coletor de dados) acoplado via cabo.
Os tensiômetros foram instalados próximos aos tubos de acesso à 0,2 m de
profundidade, com auxílio de trado de rosca, e as leituras realizadas através do
tensímetro digital marca SondaTerra®, padrão mano-vacuômetro (Figura 19 e 20).
Os tubos de acesso e os tensiômetros foram dispostos em três posições
distintas para cada espaçamento sendo: próximo à linha de gotejo, próximo à linha
45
de semeadura e entre linhas de semeadura. Os dados coletados foram tabelados
conforme os espaçamentos para ambos os métodos.
A
B
FIGURA 19. Umidade do solo: tubo de acesso (A) e tensiômetro (B).
FIGURA 20. Umidade do solo: Leitura com sonda Diviner 2000 (A) e leitura com
tensiômetro (B).
Para utilização do tensiômetro é necessário que seja realizada a curva de
retenção de água no solo. Para o solo da região, estudos realizados por Fagundes
et al. (2014), Schlichting et al. (2014) e Fontenelli et al. (2015) obtiveram o ajuste da
46
curva de retenção de água no solo (Figura 19) através do software Soil Water
Retention Curve (SWRC, versão 3.0).
FIGURA 21. Curva de retenção de água em função do potencial matricial do
Latossolo vermelho segundo o modelo de van Genuchten.
A eficiência do uso da água foi determinada pela relação entre produtividade
e lâmina de água de acordo com a Equação 3.
⁄
(3)
Em que: EUA – Eficiência do uso da água (kg ha-1 mm-1); PA - produtividade
de algodão em caroço (kg ha-1); e I - lâmina de água aplicada pela irrigação (mm).
47
3.10
Análise estatística
As variáveis altura de plantas, índice de clorofila SPAD, número de capulhos,
peso do capulho, massa seca de capulho, massa seca de estrutura reprodutiva,
massa seca da parte aérea, produtividades e eficiência do uso da água foram
avaliadas estatisticamente com análise em superfície de resposta utilizando a
ferramenta do software SigmaXL® 7.0 (Figura 22) ao nível máximo de significância
de 5% em todos os testes estatísticos.
FIGURA 22. Exemplo da tela do software SigmaXL: inserção de dados.
48
FIGURA 23. Exemplo da tela do software SigmaXL: Análise estatística para um
experimento fatorial triplo utilizando a técnica de análise estatística de Box-Behnken.
49
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Estádios de crescimento
Tendo em vista que a área experimental utilizada foi em primeiro ano de
cultivo, deve-se considerar as condições locais em resposta à correção do solo e
adubações químicas (área de primeiro cultivo). Neste contexto, o ciclo fenológico do
algodoeiro (Tabela 6), apresentou crescimento e desenvolvimento satisfatório.
TABELA 6. Ciclo fenológico do algodoeiro, variedade IMA 5675B2RF, em suas
diversas fases de desenvolvimento, considerando a emergência em 04 de maio de
2015.
Número de Dias
Estádios de crescimento
Período
IMA
Literatura(1)
5675B2RF
Da semeadura à emergência
1-4
3
5 - 10
Da emergência ao primeiro botão floral
4 - 31
27
33
Do primeiro botão à abertura da primeira flor
31 - 55
24
21
Da primeira flor ao primeiro capulho
55 - 110
55
54
Do primeiro capulho à colheita
110 - 142
32
47
Da emergência à colheita
4 - 142
138
155
(1) Fonte: ROSOLEM, 2006.
A emergência das sementes deu início a partir do quarto dia após a
semeadura. Em média, o processo de germinação do algodoeiro varia entre 5 e 10
dias, podendo anteceder devido ao aumento da temperatura (ROSOLEM, 2006).
Entretanto, no presente estudo, as temperaturas médias para o período de
germinação variaram entre 25,31 ºC e 27,30 ºC, estando de acordo com ROSOLEM
(2012a) que afirma temperaturas ótimas para germinação e emergência do algodão
no Estado de Mato Grosso entre 21 ºC e 34 ºC.
Com o monitoramento diário observou-se que o crescimento reprodutivo foi
prorrogado e a maturação do fruto foi precoce quando submetidas as lâminas de
30% da ETc. Segundo Yeates (2014), quando o algodão está sob condições de
estresse hídrico a planta prioriza o crescimento e maturação dos capulhos mais
velhos, ao invés de investir em novos pontos frutíferos.
Resultados semelhantes foram encontrados por YANG et al. (2011). Esses
autores afirmam que o déficit hídrico adianta o período de crescimento reprodutivo,
principalmente no período de formação dos capulhos, em que as plantas enfrentam
altas temperaturas e estação seca.
50
Constatou-se também que as unidades experimentais com irrigação e
nitrogênio à 150% e 310 kg ha-1, respectivamente, apresentaram ciclo mais longo,
propiciando maior aparecimento de pragas, como pulgão, após a fase de
florescimento. Além disso, na ocasião da colheita alguns frutos estavam em
processo de maturação. Segundo Khan et al. (2014), quando o nitrogênio é aplicado
em excesso, a maturidade dos frutos para a colheita é atrasada e as plantas são
mais suscetíveis a pragas e doenças.
Para a evapotranspiração diária da cultura (Tabela 7), foi observado variação
acentuada ao longo do seu ciclo fenológico. Essa variação pode estar relacionada a
duração das fases e as condições meteorológicas locais. Observou-se o valor
mínimo de 1,45 mm d-1 para Fase I (início do desenvolvimento vegetativo) e valor
máximo de 4,34 mm d-1 na Fase III (desenvolvimento reprodutivo), com posterior
decréscimo.
TABELA 7. Valores médios da Evapotranspiração da cultura (ETc) por fase de
desenvolvimento para a cultura do algodão.
ETc (mm dia-1)
Fase
100%
30%
90%
150%
I (0-25 dias)
1,45
1,45
1,45
1,45
II (26-70 dias)
2,61
0,78
2,35
3,91
III (71-120 dias)
4,34
1,30
3,91
6,51
IV (121-colheita)
3,15
0,95
2,84
4,73
BEZERRA et al. (2010), verificaram para o desenvolvimento do algodoeiro
cultivar BRS-200 Marrom, que o valor da ETc aumenta conforme o crescimento da
cultura, até atingir o máximo consumo hídrico na fase reprodutiva, e reduz a partir do
início da senescência da planta devido diminuição da área foliar provocada pela
queda das folhas.
4.2 Umidade do solo
As leituras médias da capacitância à 100 cm (Figura 24) e 20 cm (Figura 25)
de profundidade, e tensão de água (Figura 26) no perfil do solo foram agrupadas de
acordo com os espaçamentos em estudo (40, 70 e 100 cm).
51
FIGURA 24. Perfil de água no solo (mm) para camada de 0-100 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à
11/09/2015.
FIGURA 25. Perfil de água no solo (mm) para camada de 0-20 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à
11/09/2015.
52
FIGURA 26. Tensão de água no solo (kPa) para camada de 0-20 cm nos
espaçamentos de 40, 70 e 100 cm no período de 19/06/2015 à
11/09/2015.
Com base nos dados apresentados, observou-se uma relação entre os
métodos de avaliação de umidade no solo, sendo que o espaçamento entre linhas
de 70 cm apresentou menor quantidade de água no perfil, possivelmente
caracterizado por maior absorção pelas plantas.
Os
espaçamentos
de
40
e
100
cm
apresentaram
comportamento
semelhantes, constatando-se elevação no conteúdo de água no solo, o que pode
estar associado ao não alcance das raízes ao perfil úmido do solo. Na irrigação por
gotejamento apenas uma porcentagem do solo é umedecida, formando um bulbo
molhado (TOLENTINO JÚNIOR et al., 2014).
Nesse contexto, verificou-se que devido ao dimensionamento do sistema de
irrigação, nesses espaçamentos a disposição das fitas gotejadoras possuíam uma
distância da linha de semeadura, que variava de acordo com o tratamento de
espaçamento, ocasionando variações na distância entre as raízes das plantas e a
faixa bulbo molhada do perfil do solo.
Comparando-se a camada de 0–20 cm em ambos os métodos, verificou-se
um aumento significativo entre os dias 07 e 13 de julho em ocorrência a precipitação
no local de 18,4 mm, não necessitando de irrigação nesse período. Entre os dias 30
de agosto e 05 de setembro ocorreu diminuição na umidade do solo, uma vez que a
irrigação foi cessada aos 120 DAS. Posteriormente, ocorreu uma precipitação
elevando-se a umidade, o que ocasionou o rebrote do algodoeiro que já estava em
processo de desfolha para a colheita.
53
4.3 Altura de planta
Devido à baixa altura das plantas não foi necessária aplicação de regulador
de crescimento, uma vez que a variedade em estudo possui porte de médio a baixo
e sensibilidade ao uso de regulador (VILELA et al., 2015).
O estudo por superfície de resposta, não revelou significância para interação
entre as lâminas de irrigação, níveis de nitrogênio e espaçamentos de cultivo para
altura de plantas aos 45 dias após a semeadura (DAS), verificando crescimento e
desenvolvimento uniforme das plantas. Esta resposta pode ser relacionada as
aplicações iguais das lâminas de irrigações para todos os tratamentos durante o
período de estabelecimento da cultura (40 DAS) e nitrogênio via fertirrigação
iniciando aos 30 DAS.
De acordo com Brandão et al. (2011) algodoeiro tem crescimento inicial lento,
desenvolvendo rapidamente após 25-30 DAE, em que mais de 50% dos nutrientes
são absorvidos após esse período. Assim, no presente estudo, a altura de planta
apresentou respostas significativas posteriores as aplicações de nitrogênio e água,
conforme os tratamentos.
Para altura de planta de algodão avaliadas aos 75 DAS, houve diferença
significativa entre os tratamentos, observando-se a altura de 81 cm na dose de 310
kg ha-1 de nitrogênio, espaçamento intermediário (70 cm) e lâmina de 150% da ETc
(Figura 27).
ALT (75) = 70,35185185 + 8,078125 ***LI + 6,171875 ***NF - 9,802662037 ***E²
R² = 0,62
FIGURA 27. Altura de planta de algodão aos 75 DAS em função das combinações
de doses de nitrogênio e espaçamentos. ALT= Altura de plantas; LI=
Lâmina de irrigação (150% da ETc); DN= Doses de Nitrogênio; e E=
Espaçamentos de cultivo. *** Significativo a 0,1%.
54
Para as variáveis analisadas no estudo de superfície de resposta os
coeficientes de determinação múltipla (R2) variaram entre 53% e 72%. Tendo em
vista o modelo estudado, esses valores mostraram ajuste satisfatório, sendo em
média 63% dos dados experimentais explicados pelo modelo.
O valor do coeficiente de determinação múltipla é muito influenciado pelo
número de parâmetros do modelo estatístico. Quando se refere a equações
multivariadas, esses valores tendem a diminuir, pois as três dimensões respondem
pela parcela significativa (MARIANO et al., 2012; MATTOZO et al., 2013).
Os resultados aos 105 DAS foram semelhantes aos encontrados aos 75 DAS,
em que se verificou a altura de planta de 86 cm para a dose de nitrogênio de 310 kg
ha-1, espaçamento de cultivo de 70 cm e lâmina de 150% (Figura 28).
O intervalo de 30 dias entre as avaliações ocasionou pequeno acréscimo na
altura, uma vez que nesse estádio fenológico (Fase de florescimento) as plantas
atingem o máximo crescimento (ROSOLEM, 2006).
ALT (105) = 71,27777778 + 11,30902778 ***LI + 5,604166667 ***NF - 9,704861111 ***E²
R² = 0,68
FIGURA 28. Altura de planta de algodão aos 105 DAS em função das combinações
de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo. ALT= Altura de
plantas; LI= Lâmina de irrigação (150% da ETc); DN= Doses de
Nitrogênio; e E= Espaçamentos de cultivo. *** Significativo a 0,1%.
55
No estudo de superfície de resposta, para ambas avaliações, as plantas
apresentaram menores alturas para o tratamento com aplicação de 20% de
nitrogênio. Esses resultados demonstram que a deficiência de nitrogênio ocasiona
baixo crescimento das plantas, reduzindo consequentemente o rendimento, índice
de área foliar, taxa fotossintética e senescência precoce (KHAN et al., 2014),
A altura das plantas foi diretamente proporcional ao aumento das doses de
nitrogênio aplicados nos vários estágios de crescimento. Observou-se que os
tratamentos com 150% de lâmina de irrigação e 310 kg ha-1 de nitrogênio,
ocasionaram uma tendência à máxima altura de plantas. Isso deve-se ao fato de que
nesta fase, a exigência diária de água passa a ser maior e grande parte dos
nutrientes são direcionados ao desenvolvimento dos frutos (PAPASTYLIANOU et al.,
2014).
Pettigrew e Zeng (2014) avaliando o comportamento de cultivares de
algodoeiro submetido a diferentes níveis de irrigação e adubação nitrogenada
constatou respostas significativas para o crescimento das plantas com dependência
da disponibilidade de ambos os tratamentos para obtenção dos melhores resultados.
No presente estudo, as plantas de algodoeiro foram submetidas a dose
máxima de 310 kg ha-1, sendo esses resultados semelhantes aos encontrados por
Rosa et al. (2012) em que, ao trabalharem com nitrogênio na cultura do algodão em
Latossolo Vermelho distrófico, observaram que as maiores alturas ocorreram
quando aplicou-se doses de nitrogênio entre 100 e 300 kg ha-1.
Constatou-se que as maiores alturas estimadas pelo modelo foram verificadas
próximo à 80 cm (próximo ao espaçamento intermediário) e menores alturas à 40 cm
entre linhas (adensado). Assim, o auto sombreamento em espaçamentos menores
proporciona a diminuição do crescimento da planta, pois a máxima interceptação de
luz ocorre na fase de florescimento (ROSOLEM, 2012a).
Silva et al. (2006), avaliando o crescimento e desenvolvimento das plantas do
algodoeiro sob configurações de semeadura (espaçamentos) e densidades
populacionais, também verificaram menores alturas com espaçamento de 0,38 m
com densidades de 8 e 11 plantas m-1 linear.
Os valores encontrados aos 75 e 105 DAS, foram semelhantes aos obtidos
por Coutinho et al. (2015), em que testando vários cultivares convencionais e
modificadas para a região do semiárido mineiro, obtiveram altura média de 86 cm no
cultivar de ciclo precoce com tecnologia Bollgard I®.
56
4.4 Índice de clorofila SPAD
A leitura SPAD representa o estado nutricional da planta através da
determinação direta do teor de clorofila nas folhas, realizada pela leitura do
clorofilômetro (LIMA et al., 2007; BONFIM-SILVA et al., 2014).
Quanto maior teor de nitrogênio foliar, maior será o crescimento e
desenvolvimento da planta, proporcionando maior índice de área foliar. Assim, com
a fotossíntese, aumenta a síntese de carboidratos com destinação para o sistema
radicular promovendo maior aproveitamento do nitrogênio disponível (SANTOS e
PEREIRA, 1994).
Por meio do estudo de superfície de resposta, verificou-se que não houve
significância para interação entre as lâminas de irrigação, doses de nitrogênio e
espaçamentos de cultivo para índice de clorofila SPAD aos 45 DAS.
Na cultura do algodoeiro, a absorção dos nutrientes pelas plantas aumenta a
partir de 30 DAE com o surgimento dos primeiros botões florais (ROSOLEM et al.,
2012b), sendo que após essa fase ocorre maior contribuição do nitrogênio para
fixação de carbono (ECHER e ROSOLEM, 2014).
Camacho et al. (2013), estudando absorção de nitrogênio pelo algodoeiro
verificaram que a absorção desse nutriente pela planta foi relativamente baixa nos
primeiros 40-45 DAE até o surgimento dos botões florais. Posteriormente atingiu a
máxima absorção próximo aos 100 DAE.
Na avaliação aos 75 DAS, o índice de clorofila SPAD foi positivamente
influenciado pelos níveis de água e espaçamentos de cultivo. A análise de variância
apresentou índice de 56,6 para a lâmina de irrigação de 113% e espaçamento entre
linhas de 49 cm com dose de 310 kg ha-1 de nitrogênio (Figura 29).
57
IC (75) = 54,844444 + 1,846527778 ***NF - 1,858402778 ***E - 1,352708333 *LI² - 1,962430556 **E²
R² = 0,57
FIGURA 29. Índice de clorofila (SPAD) de planta de algodão aos 75 DAS em função
das combinações de lâminas de irrigação e espaçamentos de cultivo.
IC= Índice de clorofila SPAD; DN= Doses de Nitrogênio (310 kg ha-1); e
E= Espaçamentos de cultivo; LI= Lâminas de irrigação. ***, ** e *
Significativo a 0,1; 1 e 5%, respectivamente.
O índice de clorofila SPAD apresentou resposta superior quando submetido
ao cultivo adensado e disponibilidade hídrica próximo ao ideal para a cultura (113%
da ETc). A maior parte da água absorvida pela planta de algodão é usada para
manter a temperatura da folha visando favorecimento da atividade enzimática.
Quando esta não se encontra na temperatura ideal (23,5°C a 30°C) ocorre a
redução no processo fotossintético por aquecimento do tecido vegetal (YEATES,
2014).
Verificou-se redução no índice de clorofila SPAD para os tratamentos com
déficit hídrico (30% da ETc). Quando as plantas foram submetidas ao déficit de
água, ocorre a redução da expansão celular, que por sua vez, ocasiona o
fechamento dos estômatos para diminuir a perda de água. No entanto, esse
processo reduz a entrada de CO2 na planta e consequentemente a fotossíntese
(YEATES, 2014).
A fotossíntese também é altamente influenciada pelo arranjo de plantas. Em
condições de densidades maiores, o processo fotossintético é menor, devido à
limitação de penetração de luz ao longo do dossel vegetal (LAMAS e YAMAOKA,
2012).
58
Entretanto, no presente estudo o decréscimo acentuado no índice SPAD foi
verificado no espaçamento de 100 cm. Isso pode ter ocorrido devido a distância
entre a linha de semeadura e de gotejo, com consequente diminuição na absorção
de água pelas plantas. Conforme os dados de perfil de água no solo (Figura24)
observou-se que esse tratamento apresentou umidade maior em relação ao
espaçamento de 70 cm.
Para índice de clorofila SPAD aos 105 DAS houve interação significativa entre
as lâminas de irrigação, doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo (Figura 27),
ajustando-se a modelo polinomial de regressão no estudo de superfície de resposta.
Observou-se o maior índice de clorofila SPAD (56,23) na lâmina de irrigação de 90%
combinado com recomendação de 164% de nitrogênio no espaçamento entre linhas
de 70 cm.
IC (105) = 55,20462963 + 2,751388889 ***DN - 1,7375 **DNE
- 1,722106481 **LI² - 2,465856481 **DN² - 1,404050926 *E²
R² = 0,61
FIGURA 30. Índice de clorofila (SPAD) de planta de algodão aos 105 DAS em
função das combinações de níveis de água (lâminas de irrigação) e
doses de nitrogênio. IC= Índice de clorofila SPAD; DN= Doses de
Nitrogênio; E= Espaçamento de cultivo (70 cm); LI=Lâmina de
irrigação. ***, ** e * Significativo a 0,1; 1 e 5%, respectivamente.
Esses resultados demonstram a importância da água e do nitrogênio para o
processo fotossintético da planta. A água fornece as condições necessárias para a
realização da fotossíntese, uma vez que os nutrientes do solo e os metabólitos na
planta são dissolvidos e translocados no xilema e floema através da água. Além
disso, possibilita vários processos essenciais como a síntese de açúcares (YEATES,
2014).
59
No período de 105 DAS a obtenção do máximo índice SPAD pode ter sido
decorrente
das
aplicações
parceladas
de
nitrogênio,
que
compreenderam
aproximadamente todo o período de floração. A deficiência de nitrogênio pode
causar desequilíbrios na nutrição das flores, sendo que esta representa o ponto
central do crescimento reprodutivo do algodoeiro. Com isso, LI et al. (2014) relatam
que os valores SPAD tendem a aumentar até atingir um pico na fase de formação
dos capulhos com posterior declínio no período de abertura das cápsulas.
A relevância do nitrogênio para desenvolvimento da cultura tem sido
reportada por Brandão et al. (2011) em que estudando o efeito de macronutrientes
no tecido foliar de plantas de algodão verificaram a maior concentração de nitrogênio
no tecido foliar aos 62 DAE e o menor teor nas plantas aos 90 DAE com início da
abertura dos capulhos.
4.5 Número de capulhos por planta
A adubação nitrogenada aumentou o número de capulhos, observando-se
aproximadamente 6 capulhos por planta, quando aplicado a dose de nitrogênio de
310 kg ha-1, espaçamento de cultivo de 76 cm e a lâmina de 150% da ETc,
estimados pela equação (Figura 28).
NC = 4,94444444 + 0,881944444 ***LI + 0,621527778 ***DN + 0,454861111 **E – 1,017361111 ***E²
R² = 0,59
FIGURA 31. Número de capulhos por plantas de algodão em função das
combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo. NC=
Número de capulhos por planta; LI= Lâmina de irrigação (150% da
ETc); DN= Doses de Nitrogênio; E= Espaçamentos de cultivo. *** e **
Significativo a 0,1 e 1%, respectivamente.
60
ROSOLEM et al. (2012a) afirmam que o sistema adensado, em comparação
ao sistema convencional, ocorre encurtamento no ciclo com produção de
aproximadamente seis capulhos por planta. Entretanto, no presente estudo,
verificou-se que para o espaçamento de 40 cm houve decréscimo acentuado na
produção de capulho (2,5), possivelmente por maior perda da estrutura reprodutiva.
Os resultados apresentados no presente estudo, estão de acordo com os
encontrados por Silva et al. (2011), que verificaram menor número de capulhos por
planta para o espaçamento de 0,76 m com densidades de 5 e 8 plantas m-1 linear.
As maiores produções de capulhos foram observadas quando submetidas ao
cultivo intermediário. Resultados semelhantes também foram encontrados por
Borges et al. (2015) com algodão de segunda safra em sistema adensado no
município Chapadão do Sul (MS).
A disponibilidade hídrica excedente (150% da ETc) também proporcionou
maiores número de capulhos por planta. Papastylianou et al. (2014) ao estudarem o
efeito da irrigação por gotejamento em condições mediterrânias no algodão,
observaram que o número capulho foram positivamente influenciados pelo aumento
das quantidades de irrigação.
4.6 Peso do capulho, massa seca do capulho e massa seca da estrutura
reprodutiva
O estudo de superfície de resposta, não revelou significância para interação
entre as lâminas de irrigação, doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo quanto
as variáveis: peso do capulho, massa seca de estrutura reprodutiva e massa seca
de capulho.
Para a variável peso do capulho, observou-se peso médio de 6,1 g, estando
de acordo com as especificações da variedade (VILELA et. al., 2015). Furlani Júnior
et al. (2001), não verificaram resposta significativa do nitrogênio sobre a massa de
capulhos do algodoeiro ao compararem o efeito da adubação nitrogenada associada
ao regulador vegetal e densidade de plantas.
Do mesmo modo, Coutinho et al. (2015) ao avaliar as características de sete
cultivares de algodoeiros convencionais e geneticamente modificados na região do
semiárido mineiro, não observaram diferenças significativas para as características
número de ramos frutíferos e peso de um capulho.
61
4.7 Massa seca da parte aérea
A produção de massa seca da parte aérea (caule + fruto) foi influenciada
pelos espaçamentos, doses de adubação nitrogenada e lâminas de irrigação,
apresentando massa de 4871,12 kg ha-1 para os fatores estimados pela equação:
espaçamento de 51 cm, dose de 310 kg ha-1 e 150% da ETc, respectivamente
(Figura 29).
MSPA = 3491,60418 + 843,0364583 ***LI + 403,3880208 **DN – 617,3782552 ***E – 827,28125 ***E²
R² = 0,69
FIGURA 32. Massa seca da parte aérea (caule + fruto) de planta de algodão em
função das combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de
cultivo. MSPA= Massa seca da parte aérea; LI= Lâmina de irrigação
(150% da ETc); DN= Doses de Nitrogênio; E= Espaçamentos de
cultivo. *** e ** Significativo a 0,1 e 1%, respectivamente.
Na ocasião da colheita, as plantas haviam perdido grande parte das folhas,
sendo a massa seca da parte aérea obtida do caule, frutos, folhas velhas. Assim,
não foi observado acumulo máximo de massa seca da parte aérea, uma vez que a
coleta do material foi ao final do ciclo (141 DAS). Camacho et al. (2013), afirma que
o acúmulo de matéria seca se deve os estádios iniciais de crescimento da planta,
compreendido pela fase vegetativa. Os mesmos autores ao estudarem a produção
de massa seca no algodoeiro em dois sistemas de cultivo, observou que a maior
quantidade de biomassa produzida foi entre 50 e 100 DAE.
Verificou-se que a deficiência de nitrogênio (20%) reduziu a matéria seca da
parte área. A produção de matéria seca da planta depende da fotossíntese, e esta
62
consequentemente da disponibilidade de nitrogênio, sendo que a máxima produção
ocorre com o equilíbrio entre o acúmulo de matéria seca reprodutiva e vegetativa
(YEATES, 2014).
A maior aplicação de nitrogênio (310 kg ha-1) e lâmina de água (150%)
estudada apresentaram tendência ao máximo acúmulo de matéria seca, entretanto,
não foram suficientes para obtenção deste resultado. Uma vez que, a disponibilidade
de água excedente favorece a produção de folhas e de células do caule (YEATES,
2014).
Ali e Hameed (2011), também obtiveram resultados significativos de biomassa
seca total sob adubação nitrogenada na ocasião da colheita. Os maiores acúmulos
foram encontrados quando se aplicou a dose máxima de nitrogênio (160 kg ha -1) em
solo arenoso.
Observou-se que os melhores resultados foram obtidos com espaçamento
entre 40 e 70 cm, havendo uma redução significativa no acúmulo de matéria seca
em cultivo espaçado (100 cm).
Os resultados do presente estudo discordam dos observados por Rosolem et
al. (2012b) que ao avaliarem a absorção de nutrientes em épocas e espaçamentos
distintos, não encontraram diferença no acúmulo de matéria seca (caule + folha +
fruto) entre os tratamentos após a colheita.
Brodrick et al. (2012) ao compararem o acumulo de biomassa em algodão no
sistema adensado (25 cm) e convencional (100 cm), também não encontraram
diferença na produção total de matéria seca por área, mesmo com a densidade de
plantas três vezes maiores no cultivo adensado.
4.8 Produtividade de algodão em caroço
Verificou-se que as doses de nitrogênio e os espaçamentos de cultivo
influenciaram significativamente a produtividade do algodão em caroço. Por meio do
estudo de superfície de resposta constatou-se que a dose de nitrogênio de 263 kg
ha-1 associado ao espaçamento de 57 cm, na lâmina de 150% da ETc,
proporcionaram a máxima produtividade de algodão em caroço (2459 kg ha-1)
(Figura 30).
63
PCAROÇO = 1881,140572 + 488,2556818 ***LI + 176,844697 **DN – 288,8143939 ***E
- 193,6567761 *DN² - 507,5519781 **E²
R² = 0,72
FIGURA 33. Produtividade de algodão em caroço (pluma + sementes) em função
das combinações de doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo.
PCAROÇO= Produtividade de algodão em caroço; LI= Lâmina de
irrigação (150% da ETc); DN= Doses de Nitrogênio; E= Espaçamentos
de cultivo. ***, ** e * Significativo a 0,1; 1 e 5%, respectivamente.
O maior potencial produtivo de algodão em caroço está relacionado com o
número de capulhos por plantas e as doses de nitrogênio. Assim, constatou-se que
o aumento das doses de nitrogênio proporcionou o crescimento reprodutivo do
algodoeiro (sementes e frutos) atingindo um pico de máxima produtividade seguido
de decréscimo. Isso ocorre devido o excesso de nitrogênio absorvido que causa
desequilíbrio nutricional entre o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo da planta
(NADAI GEIB et al., 2015).
Os resultados do presente estudo estão de acordo com Borges et al. (2015)
em que avaliando a adubação nitrogenada na produtividade de algodoeiro em
segunda safra observaram que as doses de nitrogênio influenciaram o número de
capulhos por plantas e a produtividade de algodão em caroço.
Houve redução da produtividade nos espaçamentos de 40 e 100 cm, com
decréscimo acentuado no maior espaçamento entre linhas. Isso pode ter ocorrido
devido a esse tratamento possuir baixas populações de plantas, produzindo
consequentemente uma quantidade de frutos insuficiente por unidade de área
(CHIAVEGATO et al., 2014).
64
Para a mesma variedade utilizada no presente estudo, IMA5675 B2RF, para
Safra 2013/2014 a média nacional de produtividade de algodão em caroço foi de
3.829 kg ha-1 (CONAB, 2015), e em áreas cultivas no Cerrado baiano a
produtividade média foi de 3.651 kg ha-1, para condições de sequeiro e 3.525 kg ha -1
com irrigação complementar por pivô central (MORELLO et al., 2015).
Com bases nos dados do presente estudo, observou-se uma redução de
produtividade de algodão em caroço de 36%, em relação à média nacional. Em
comparação com Cerrado baiano, apresentou redução de 32,64 e 30,24%, para
cultivo em sequeiro e irrigação, respectivamente. Apesar do número de capulhos
serem adequados para a variedade, na ocasião da colheita, alguns capulhos não se
transformaram em produtividade por estarem mal desenvolvidos e com pouca fibra,
o que foi determinante para a baixa produtividade.
4.9 Produtividade de algodão em pluma
O aumento da lâmina de irrigação com espaçamento intermediário
proporcionaram benefício para a produtividade de algodão em pluma. Observou-se a
produtividade de 1980 kg ha-1 para lâmina de 150% da ETc e espaçamento de
cultivo de 59 cm a dose de nitrogênio de 310 kg ha-1 (Figura 31).
PPLUMA = 1332,328892 + 359,699308 ***LI + 157,8306958 *DN – 217,90625 *E - 371.5775086 ***E²
R² = 0,53
FIGURA 34. Produtividade de algodão em pluma em função das combinações de
lâminas de irrigação e espaçamentos de cultivos. PPLUMA=
Produtividade de algodão em pluma; LI= Lâminas de irrigação; DN=
Doses de Nitrogênio (310%); E= Espaçamentos de cultivo. *** e *
Significativo a 0,1 e 5%, respectivamente.
65
Foi possível perceber no algodoeiro irrigado por gotejamento que quando
submetido a menor lâmina de irrigação (30%), tendeu a reduzir a produtividade. Por
outro lado, necessitou de maior disponibilidade hídrica, pois a maior quantidade de
água estudada (150%) não foi suficiente para atingir a máxima produtividade de
plumas.
Araújo et al. (2013), estudando a resposta fitotécnica de cultivares de
algodoeiro herbáceo sob lâminas de água, verificou produtividades crescentes com
o aumento da lâmina de irrigação aplicada, obtendo a máxima produtividade na
maior lâmina de água estudada.
Nota-se uma tendência à máxima produtividade de pluma no tratamento com
310 kg ha-1 de nitrogênio. Dong et al. (2010), avaliando os nutrientes importantes em
dois campos com diferentes fertilidades, relatou que a maior aplicação de nitrogênio
não melhora a produtividade da fibra no campo da fertilidade mais baixa. Em
comparação com a aérea experimental, cujo cultivo é de primeiro ano, observou
resultados semelhantes, uma vez que para a maioria das variáveis de produção
estudadas, houve a necessidade de maiores doses de nitrogênio para obtenção da
máxima produtividade.
Observou-se menor produtividade no espaçamento de 100 cm entre linhas,
podendo relacionar esse resultado a produtividade de algodão em caroço para o
mesmo espaçamento.
A média nacional de produtividade de algodão em pluma para a mesma
variedade na Safra 2013/2014 foi de 1.507 kg ha -1 segundo Conab (2015). Para o
Cerrado baiano a média da produtividade em dois locais de cultivo foi 1.485 kg ha -1
(MORELLO et al., 2015).
Assim, a produtividade de algodão IMA 5675B2RF em pluma foi superior à
média nacional (31,38%) e às condições de Cerrado baiano (33,33%) na safra
2013/2014 para a mesma variedade, mesmo as fibras apresentando baixo do
padrão de qualidade.
66
4.10
Rendimento de fibra
Para a variável rendimento de fibra, por meio do estudo de superfície de
resposta, não revelou significância para interação entre os fatores analisados. O
rendimento de fibra tem grande interesse pelos produtores devido ao valor agregado
no preço pago pela arroba da pluma. Este é cerca de 3,5 vezes superior ao pago no
algodão em caroço (COUTINHO et al., 2015).
A não significância para rendimento de fibra pode estar relacionado as
condições climáticas locais, como períodos com altas temperaturas e baixa umidade
relativa do ar, proporcionando consequentemente maior evaporação durante os
meses de julho à setembro, período de abertura da primeira flor (THIND et al.,
2008).
4.11
Eficiência no uso da água
A eficiência no uso de água pelas plantas de algodão mostrou significância
para as doses de nitrogênio (310 kg ha-1), espaçamentos de cultivo (57 cm) e
lâminas de irrigação (30%), em que os resultados foram representados por meio do
estudo de superfície de resposta (Figura 32).
EUA = 6,03168605 – 2,259074756 ***LI + 0,740721859 *DN – 1,050805719 ***E + 1,206388621 *LI²
-1,989638661 ***E²
R² = 0,69
FIGURA 35. Eficiência de plantas de algodão no uso da água em função das doses
de nitrogênio e espaçamentos de cultivos. EUA = Eficiência no uso da
água; LI= Lâminas de irrigação; DN= Doses de Nitrogênio (310%); E=
Espaçamentos de cultivo. *** e * Significativo a 0,1 e 5%,
respectivamente.
67
A eficiência do uso da água foi influenciada pelas lâminas de irrigação
constatando-se um aumento da EUA com a diminuição da quantidade de água
aplicada pela irrigação (30% da ETc). Sousa et al. (2000) encontram reduções na
EUA com o aumento dos intervalos de irrigação e altos volumes de água aplicados,
consequentemente devido aos maiores períodos sob déficit hídrico e às elevadas
perdas de água por percolação.
A produtividade de algodão em pluma foi menor quando submetida a lâmina
de 30%, por outro lado, foi o tratamento que proporcionou aumento da produtividade
com maior otimização do recurso água.
SOUSA et al. (2005) afirma que o aumento da eficiência do uso da água está
diretamente relacionada umidade do solo. Quando ocorre a manutenção constante
da umidade, proporciona redução das perdas de água e redução no período em que
a planta fica exposta ao estresse hídrico.
4.12 Variáveis Industriais (HVI)
As características tecnológicas (HVI) não foram influenciadas pelas lâminas
de irrigação, doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivos. Na tabela 8,
encontram-se os valores referentes as características HVI da variedade IMA
5675B2RF, cultivada na área experimental, no Estado de Mato Grosso e no Cerrado
Baiano.
TABELA 8. Média das características tecnológicas (HVI) da área experimental
cultivado com algodão em função dos níveis de água (LI) e doses de nitrogênio (DN)
(Rondonópolis/MT, 2015). UHML = Comprimento em polegadas; UI = Índice de
Uniformidade; SFC = Índice de fibras curtas em %; STR= Resistência a ruptura em
gf/tex; ELG = Alongamento em %; MIC = Micronaire em µg/in; RD = Unidade de
medida da reflectância (quantidade de luz refletida pela fibra, em %); +B = grau de
amarelecimento, SCI = O Índice de Consistência da Fiação.
LI (%)
UHML
UI
SFC
STR ELG MIC
RD
+B
SCI
30
1,03 80,08 11,47
22
7,39 3,45 74,73 10,05 98,25
90
1,02 80,16 12,02 21,75 7,25 3,55 78,61 9,20
99,89
150
1,03 80,03 11,24 21,88 7,28 3,55 79,04 9,24 100,44
DN (kg ha-1)
31
1,03 80,28 11,26 21,81 7,26 3,55 78,44 9,31 100,31
171
1,02 80,00 12,01 21,91 7,32 3,50 77,28 9,51
99,36
310
1,03 80,11 11,48 21,77 7,29 3,52 77,66 9,44
99,31
Safra 2013/14
MT (1)
1,14
81,7
9,9
27,8
7,8
3,74 74,1
8,5
126
(2)
CB
1,17
85,6
6,5
30,03 7,9
4,1
155
(1) MT = Estado de Mato Grosso. Fonte: BELOT e DUTRA (2015).
(2) CB = Cerrado Baiano. Fonte: MORELLO, et al. (2015).
68
Os valores médios apresentados no estudo, em função dos níveis de água e
doses de nitrogênio, foram inferiores aos encontrados por BELOT e DUTRA (2015) e
MORELLO et al. (2015), exceto para índice de fibra curtas (SFC), reflectância (RD) e
grau de amarelecimento (+B) que apresentaram valores superiores aos encontrados
pelos autores. Observou-se nas parcelas submetidas ao nível de água de 30% da
ETc, a abertura dos capulhos precocemente, porém nos tratamentos com máxima
disponibilidade hídrica (150% da ETc), na ocasião da colheita, alguns capulhos
ainda estavam em processo de maturação.
Segundo BELOT e DUTRA (2015), a variabilidade das características de fibra
pode ser influenciada por diversos fatores, dentre eles à extensão da semeadura
devido as baixas temperaturas entre junho e julho. Além disso, o déficit ou excesso
de água podem ocasionar a falta de maturidade da fibra gerando baixos Índices de
Micronaire (MIC) e elevados Índices de fibra curtas (SFC), proporcionando perdas na
qualidade do fio ou nos processos de fiação.
As fibras colhidas nesse experimento apresentaram valores inferiores para
micronaire (3,45 a 3,55 µg/in), classificando-as como abaixo do padrão. Conforme
preferência do mercado, as exigências são de fibras com índices médios entre 3,8 a
4,2 µg/in (JUHASZ et al., 2013).
A taxa de fibras curtas é fortemente influenciada na indústria têxtil. Quando se
têm alto conteúdo dessas fibras, aumenta o número de imperfeições no fio. Devido a
variação de massa e pilosidade, ocorre maior formação de bolinhas no tecido
(pilling) e defeito na regularidade do fio (neps), influenciando na aparência do tecido
(LIMA et al., 2014).
Assim, esse material é destinado para fabricação de fio cardado (maior
quantidade de fibras curtas, menor qualidade e fios mais grossos). Os fios cardados
são utilizados para tecidos e malhas em geral (BELTRÃO et al., 2002).
69
5. CONCLUSÕES
As lâminas de irrigação, doses de nitrogênio e espaçamentos de cultivo
influenciam o desenvolvimento e produtividade de plantas de algodão em Latossolo
Vermelho do Cerrado.
Os melhores resultados de altura de plantas, índice de clorofila, número de
capulhos, massa seca da parte aérea e produtividade de algodão em caroço, são
em função das doses de nitrogênio acima do recomendado para a cultura do
algodão no Cerrado.
A lâmina de irrigação de 30% da ETc proporciona maior produtividade de
algodão em caroço com menor uso de água.
As plantas de algodão irrigadas por gotejamento apresentam melhores
respostas no cultivo adensado e intermediário.
70
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