Desenvolvimento e produção de Quinoa sob irrigação e

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS
Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola
DESENVOLVIMENTO E PRODUÇÃO DE QUINOA SOB IRRIGAÇÃO
E ADUBAÇÃO POTÁSSICA
VANESSA MENDES RÊGO
RONDONÓPOLIS-MT
2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS
Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola
DESENVOLVIMENTO E PRODUÇÃO DE QUINOA SOB IRRIGAÇÃO
E ADUBAÇÃO POTÁSSICA
VANESSA MENDES RÊGO
Bióloga
Orientador: Prof. Dr. Marcio Koetz
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
2
3
4
DEDICO
Aos meus pais e ao meu irmão, minha família amada, Jonas Justiniano
Rêgo, Marizete Mendes dos Santos Rêgo e Joemar Mendes Rêgo, por serem os
pilares da minha vida e por sempre me apoiarem. É extraordinário os esforços que
vocês fazem.
Nosso companheirismo é único, amo vocês.
“Porque se um cair, o outro levanta o seu companheiro; mas ai do que
estiver só; pois, caindo, não haverá outro que o levante” (Eclesiastes 4:10).
OFEREÇO
À meu pai, Jonas Justiniano Rêgo (Joninha), por ser meu grande herói, um
exemplo de homem batalhador, que merece meu eterno respeito, carinho e
admiração.
5
AGRADECIMENTOS
A Deus, por me dar forças, sabedoria e paciência para continuar lutando
sempre.
À Universidade Federal de Mato Grosso e especialmente ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, pela maravilhosa oportunidade e apoio
oferecido.
À CAPES, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior,
pela concessão da bolsa de estudo.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Marcio Koetz, pela paciência, orientação e
oportunidade em desenvolver nosso projeto, apesar de todos os percalços não
mediu esforços para o sucesso do experimento.
À minha queria corientadora, Profa. Dra. Edna Maria Bonfim-Silva, pelos
conselhos, ensinamentos, demasiada paciência e disponibilidade prestada.
Ao meu grande amigo Douglas Buoncristiano, que devido a sua restrição
alimentar por motivos de saúde, me incentivou no estudo desta cultura, além do
apoio e contribuição financeira à pesquisa.
Às minhas amadas amigas Nayra Aguero e Luana Glaup, que me mostraram
como é bom ter com quem contar, dividir conquistas e sonhos.
Aos discentes de Engenharia Agrícola Rafaela Barcelos, Pedro Lopes e
Taynara Capelari, pela grande ajuda na coleta dos dados, agradeço profundamente
a força.
Aos meus colegas de mestrado, pelo companheirismo, momentos de
descontração, ajuda e sugestões durante todo o curso.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para realização deste
trabalho.
Agradeço!
6
DESENVOLVIMENTO E PRODUÇÃO DE QUINOA SOB IRRIGAÇÃO
E ADUBAÇÃO POTÁSSICA
Resumo – A quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) possui elevadas qualidades
nutricionais, mas condições de baixa fertilidade do solo podem limitar severamente
sua produção, além de seu desempenho ser prejudicado com o déficit hídrico.
Assim, objetivo-se avaliar o efeito de níveis de irrigação e adubação potássica no
desenvolvimento e produção da quinoa no Latossolo Vermelho Distrófico do
Cerrado. O experimento foi realizado em ambiente protegido, localizado na UFMT,
Campus de Rondonópolis-Brasil, sendo utilizado o solo coletado de um Latossolo
Vermelho Distrófico de Cerrado. O delineamento experimental foi em blocos
casualizados, em esquema fatorial 5x5, com quatro repetições, correspondente a
cinco doses de potássio (0, 100, 200, 400 e 600 mg dm -3) e cinco níveis de irrigação
(50, 75, 100, 125 e 150% da capacidade de campo). As avaliações tiveram inicio a
partir de 15 dias após a semeadura (DAS), analisando-se a área foliar, diâmetro do
caule, índice de clorofila, número de folhas e altura de planta e finalizaram-se aos
129 DAS com dados coletados de massa seca da parte aérea e raízes, produção e
número de grãos, massa de 100 grãos e eficiência no uso da água. Os resultados
foram submetidos à análise de variância e teste de regressão, por meio do programa
estatístico SISVAR. Houve interação significativa entre potássio e níveis de irrigação
apenas para a variável área foliar. O índice de clorofila, diâmetro de caule e número
de dias para a floração apresentaram resposta isolada positiva à adubação
potássica e aos níveis de irrigação. A massa seca da parte aérea e das raízes são
influenciadas pela adubação potássica nas doses entre 530 e 600 mg dm-3. Os
níveis de irrigação e a adubação potássica entre 99% a 104% e 350 a 373 mg dm-3,
respectivamente, proporcionam a máxima produção de massa e número de grãos. O
aumento nos níveis de irrigação reduz a eficiência no uso da água e a adubação
potássica na dose de 375 mg dm-3 proporciona a máxima eficiência desta variável. A
adubação potássica e os níveis de irrigação influenciam de forma isolada para todas
as variáveis analisadas, exceto para o número de folhas e a área foliar que
apresentou interação entre os mesmos.
Palavras-chave: BRS Piabiru, Cerrado, Eficiência no Uso da Água, Pseudocereal,
Latossolo
7
DEVELOPMENT AND PRODUCTION OF QUINOA UNDER
IRRIGATION AND POTASSIUM FERTILIZATION
ABSTRACT – Quinoa has high nutritional qualities, but conditions of low soil fertility
can severely limit production, beyond his performance is hampered by the lack of
water. Thus, the objective was to study the effect of irrigation levels and potassium
fertilization in the development and production of quinoa in Oxisol. The experiment
was conducted in greenhouse, located in UFMT, Campus Rondonopolis-Brazil, by
using the soil collected from a Oxisoil Cerrado. The experimental design was a
randomized block in a 5x5 factorial, with four replications, corresponding to five
potassium rates (0, 100, 200, 400 and 600 mg dm-3) and five levels of irrigation (50,
75, 100, 125 and 150% field capacity), The evaluation were beginning from 15 days
after seeding (DAS) plants, analyzing leaf area, stem diameter, chlorophyll index, leaf
number and plant height and finished the 129 DAS collected dry mass of data shoot
and root production and number of grains, mass of 100 grains and water use
efficiency. The results had been submitted to the statistics analysis for the SISVAR
program, determined it variance analysis and regression testing. There was a
significant interaction between potassium and irrigation levels, only for the variable
leaf area. The chlorophyll index, stem diameter and number of days for flowering
were positively isolated response to potassium fertilization and irrigation levels. The
dry matter of shoots and roots were influenced by potassium fertilizer in rates
between 530 and 600 mg dm-3. The irrigation levels and potassium fertilization
between 99% to 104% and 350 to 373 mg dm-3, respectively provide the maximum
mass of grain yield and number of grains. The increase in irrigation levels reduces
water use efficiency, already the potassium fertilization of 375 mg dm-3 provides
maximum efficiency of this variable. Potassium fertilization and irrigation levels
influence of isolation for all variables except for the leaf area showed that interaction
between them.
Keywords: BRS Piabiru, Cerrado, Efficient Use of Water, Pseudocereal, Latossolo
8
LISTA DE FIGURAS
Páginas
FIGURA 1. Localização da casa de vegetação no campus de Rondonópolis (A) e
Casa de vegetação onde foi realizado o experimento (B). ........................................ 25
FIGURA 2. Coleta de solo em área de Cerrado e peneiramento do solo com auxílio
de haste de madeira.................................................................................................. 25
FIGURA 3. Croqui representando a área total do experimento, indicando a
localização dos blocos e o espaçamento entre os blocos e vasos............................ 26
FIGURA 4. Espaçamento entre as linhas no primeiro bloco (A) e visualização geral
do último bloco, observando espaçamento entre as linhas e vasos (B). ................... 26
FIGURA 5. Adubação fosfatada e potássica de semeadura (A) e Diluição da uréia
em água para aplicação em cobertura (B). ............................................................... 27
FIGURA 6. Semeadura de quinoa BRS Piabiru, em cada parcela (A) e Germinação
das plântulas (B). ...................................................................................................... 27
FIGURA 7. Curva característica de retenção de água no solo, gerada pelo programa
Soil Water Retention Curve (versão 3.0). .................................................................. 28
FIGURA 8. Verificação da tensão de água no solo, utilizando o tensímetro digital... 29
FIGURA 9. Localização do reservatório, fora da casa de vegetação (A) e Filtro de
disco (B). ................................................................................................................... 30
FIGURA 10. Gotejador em funcionamento (A) e disposição do gotejador suspenso
da superfície do solo (B). .......................................................................................... 30
FIGURA 11. Temperatura de casa de vegetação no período experimental de 03/04 a
10/08/2015. ............................................................................................................... 32
FIGURA 12. Umidade relativa na casa de vegetação do ar no período experimental
de 03/04 a 10/08/2015. ............................................................................................. 32
FIGURA 13. Medição do diâmetro do caule (A) e leitura do teor de clorofila,
utilizando o clorofilômetro Minolta SPAD-502 (B)...................................................... 34
FIGURA 14. Índice de clorofila aos 91 dias após a semeadura, em função das doses
de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). IC – Índice de Clorofila;
K – Potássio. * Significativo a 5% e *** Significativo a 0,1% (A) Leitura do Índice de
Clorofila, utilizando o clorofilômetro Minolta SPAD-502 (B). ..................................... 36
9
FIGURA 15. Índice de clorofila aos 91 dias após a semeadura, em função dos níveis
de irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). IC – Índice de
clorofila; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%. ........................................ 37
FIGURA 16. Altura da planta aos 63 dias após a semeadura, em função das doses
de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AP – Altura da Planta;
K - Potássio. **Significativo a 1% (A) Visão geral da altura das plantas de
Chenopodium quinoa. ............................................................................................... 39
FIGURA 17. Número de folhas (nº planta-1) aos 49 dias após a semeadura, com
desdobramento das doses de K2O dentro dos níveis de irrigação em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NF – Número de Folhas; K - Potássio.
*Significativo a 5%, **Significativo a 1% e ***Significativo a 0,1% (A) Contagem de
folhas realizada aos 21 dias após a semeadura (B).................................................. 40
FIGURA 18. Número de folhas aos 49 dias após a semeadura, com desdobramento
dos níveis de irrigação dentro da dose de 600 mg dm-3 K2O em Chenopodium quinoa
(Rondonópolis, MT, 2015). NF – Número de Folhas; NI – Níveis de Irrigação.
***Significativo a 0,1%. .............................................................................................. 41
FIGURA 19. Diâmetro de caule aos 91 dias após a semeadura, em função dos
níveis de irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). DC –
Diâmetro do Caule; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1% (A) Medição do
diâmetro do caule utilizando paquímetro digital (B)................................................... 42
FIGURA 20. Diâmetro de caule aos 91 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). DC – Diâmetro
do Caule; K – Potássio. * Significativo a 5% e ***Significativo a 0,1%. ..................... 43
FIGURA 21. Área foliar (cm² planta-1) aos 91 dias após a semeadura, efeito dos
níveis de irrigação nas doses de 0 (A), 100 (B) e 400 (C) mg dm-3 de K2O em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AF – Área Foliar; NI – Níveis de
Irrigação. **Significativo a 1%, ***Significativo a 0,1%. ............................................. 45
FIGURA 22. Área foliar aos 91 dias após a semeadura, em função das doses de
K2O sob os níveis de irrigação de 75% (A), 100% (B) e 150% (C) em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AF – Área Foliar; K– Potássio. *Significativo a 5%,
**Significativo a 1% e ***Significativo a 0,1% ............................................................ 46
FIGURA 23. Número de dias para a floração em função dos níveis de irrigação em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NDF – Número de Dias Para a
10
Floração; NI – Níveis de Irrigação. *Significativo a 5%, **Significativo a 1% (A)
Panícula de quinoa em florescimento aos 40 dias após a semeadura (B). ............... 48
FIGURA 24. Número de dias para a floração, em função das doses de K2O em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NDF – Número de Dias Para a
Floração; K – Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Quinoa no período inicial do
florescimento (B). ...................................................................................................... 49
FIGURA 25. Massa seca da parte aérea aos 129 dias após a semeadura, em função
das doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MSP –
Massa Seca da Planta; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% e *Significativo a 5% (A)
Quinoa no final do ciclo vida, um dia antes da colheita (B). ...................................... 50
FIGURA 26. Massa seca de raízes aos 129 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MSR – Massa
Seca de Raízes; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Separação da massa seca
de raízes e o solo, após a colheita do experimento (B)............................................. 51
FIGURA 27. Massa de 100 grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MCG – Massa de
100 Grãos; K - Potássio. *Significativo a 5%. ............................................................ 52
FIGURA 28. Produção de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MG – Massa de
Grãos; K - Potássio. ***Significativo a 0,1%. ............................................................. 53
FIGURA 29. Massa de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função dos níveis
de irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MG – Massa de
Grãos; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%. ........................................... 53
FIGURA 30. Número de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NG – Número de
Grãos; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Panícula de quinoa com grãos
expostos prontos para colheita (B). ........................................................................... 54
FIGURA 31. Número de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função dos
níveis de irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NG –
Número de Grãos; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%. ........................ 55
FIGURA 32. Eficiência do uso da água, em função das doses de K2O em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). EUA – Eficiência no Uso da Água;
K - Potássio. *** Significativo a 0,1%......................................................................... 56
11
FIGURA 33. Eficiência do uso da água, em função dos níveis de irrigação em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). EUA – Eficiência no Uso da Água;
NI – Níveis de Irrigação. *** Significativo a 0,1%....................................................... 57
12
LISTA DE TABELAS
Páginas
TABELA 1. Resultado das análises químicas e granulométricas do solo na camada
de 0-0,20 m, antes da instalação do experimento em Latossolo Vermelho distrófico,
Rondonópolis/MT ...................................................................................................... 25
TABELA 2. Aplicações de defensivos realizadas durante a condução do
experimento para o controle de pragas e doenças. .................................................. 33
TABELA 3. Níveis de reposição e volume de água. ................................................. 56
13
SUMÁRIO
Páginas
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 15
2. REVISÃO DE LITERATURA .............................................................................. 17
3
2.1
Quinoa.......................................................................................................... 17
2.2
Irrigação ....................................................................................................... 20
2.3
Adubação Potássica..................................................................................... 22
MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 24
3.1
Local do experimento ................................................................................... 24
3.2
Tratamento, delineamento experimental e adubação .................................. 26
3.3
Sistema de irrigação..................................................................................... 29
3.4
Condução do experimento ........................................................................... 31
3.5
Variáveis analisadas .................................................................................... 33
3.5.1
Emergência............................................................................................ 33
3.5.2
Número de dias para a floração............................................................. 33
3.5.3
Área foliar. ............................................................................................. 34
3.5.4
Diâmetro do caule.................................................................................. 34
3.5.5
Índice de clorofila ................................................................................... 34
3.5.6
Número de folhas .................................................................................. 34
3.5.7
Altura da planta...................................................................................... 34
3.5.8
Massa seca de parte aérea. .................................................................. 34
3.5.9
Massa seca de raízes. ........................................................................... 35
3.5.10 Comprimento da panícula ...................................................................... 35
3.5.11 Produção e número de grãos. ............................................................... 35
3.5.12 Massa de 100 grãos. ............................................................................. 35
3.5.13 Eficiência do uso da água ...................................................................... 35
3.6
Análise dos dados ........................................................................................ 35
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 36
4.1 Índice de Clorofila ............................................................................................ 36
4.2 Altura da Planta................................................................................................ 38
4.3 Número de Folhas............................................................................................ 39
4.4 Diâmetro do Caule ........................................................................................... 41
4.5 Área Foliar ....................................................................................................... 44
14
4.6 Número de dias para a floração ....................................................................... 47
4.7 Massa Seca de Parte Aérea ............................................................................ 50
4.8 Massa Seca de Raízes .................................................................................... 51
4.9 Massa de 100 Grãos ........................................................................................ 51
4.10 Produção de Grãos ........................................................................................ 52
4.11 Número de Grãos........................................................................................... 54
4.12 Eficiência do Uso da Água ............................................................................. 55
5. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 58
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 59
15
1. INTRODUÇÃO
O Cerrado ocupa aproximadamente um quarto do território brasileiro, e
compreende o segundo maior bioma brasileiro depois da Amazônia, rico em
recursos naturais renováveis. Considerado uns dos biomas mais propícios para a
agricultura, devido apresentar solos profundos, bem drenados e com inclinações
normalmente menores que 3%, que privilegia a expansão agrícola especializada em
grãos, pela facilidade que oferecem à mecanização (MAROUELLI, 2003).
No entanto, os solos da região dos Cerrados apresentam baixa fertidade
natural e um grande intervalo de seca. Assim necessitando de correção da fertidade,
bem como de suplementação hídrica para as culturas. Condições de baixa fertilidade
do solo podem limitar severamente a produção de quinoa, mesmo com manejo da
irrigação, razões pelas quais a disponibilidade do potássio no solo deve ser corrigida
(KLUTHCOUSKI e AIDAR, 2003).
A quinoa é um vegetal cultivado nos Andes há pelos menos cinco mil anos,
sendo conhecida na região como “trigo dos incas”. É uma planta de elevadas
qualidades nutricionais, e pode constituir a dieta da humanidade e também de
animais (SPEHAR e LARA-CABEZAS, 2000). Devido ao elevado poder nutricional,
se popularizou entre as pessoas que buscam por alimentos alternativos e com alto
valor nutritivo.
Para forragem, utiliza-se o grão e a planta inteira, nas quais apresentam boa
palatabilidade e considerável quantidade de proteína e energia. Devido à presença
da saponina presente na cultura, a quinoa contribui com a prevenção de algumas
doenças de articulações em cavalos, além de eliminar vermes e protozoários
presentes no trato digestivo, tornando-se importante para indústria de alimentos e
rações (CHEEKE, 2002).
O cultivo da quinoa no Brasil foi introduzido na década de 90, com a função
de diversificar o sistema de produção no Bioma Cerrado (SPEHAR e SOUZA, 1993).
Quando cultivada sob temperaturas elevadas, como no Cerrado, apresentam
maiores quantidades de gorduras e proteínas nos grãos do que no Altiplano Andino
(GOMES, 1999). A primeira cultivar selecionada para cultivo granífero no Brasil foi a
BRS Piabiru, que originou da linhagem EC 3, selecionada a partir de uma população
procedente de Quito, Equador.
16
A água é essencial para a produção vegetal, pois tanto o déficit quanto o
excesso prejudicam o crescimento e o desenvolvimento das plantas. Estudos
relatam que o estresse hídrico reduz sensivelmente a produção vegetal e limita a
atividade agrícola. Mesmo a quinoa apresentando boa resistência ao déficit hídrico,
o fornecimento de água em quantidade ideal irá favorecê-la ao desempenho máximo
de suas funções fisiológicas, o que pode proporcionar uma maior produtividade
(GEERTS et al., 2008; GARCÍA, 2003; GARCÍA; RAES; JACOBSEN, 2003).
Dessa forma, a irrigação realizada no momento correto, aplicando-se a
quantidade adequada de água, proporciona índices de produtividade acima das
médias das culturas. Para o manejo da irrigação, o tensiômetro tem sido indicado
como um ótimo instrumento para estabelecer o momento e a quantidade de água da
irrigação, principalmente por não exigir a determinação de dados meteorológicos, às
vezes indisponíveis (LOPES et al., 2004).
Mesmo utilizando de técnicas como a irrigação, condições de baixa
fertilidade do solo podem limitar severamente a produção de quinoa e por essas
razões a disponibilidade destes nutrientes devem ser corrigidas. O potássio não faz
parte de nenhum composto orgânico, mas é um importante macronutriente devido
proporcionar ativação em mais de cinqüenta enzimas. O nutriente está diretamente
relacionado com o tugor celular, potencial osmótico, abertura e fechamento dos
estômatos, além de estar envolvido também nos mecanismos de defesa das plantas,
como para pragas e doenças (Mengel e Kirkby, 2001).
Dessa forma, torna-se necessário determinar os níveis de irrigação e
adubação adequada para a cultura da quinoa, de forma que os mesmos
proporcionem aumento da produção e qualidade dos grãos. Assim, objetivou-se pelo
presente estudo avaliar o efeito de níveis de irrigação e adubação potássica no
desenvolvimento e produção da quinoa no Latossolo Vermelho Distrófico do
Cerrado.
17
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Quinoa
A quinoa pertence à família Amaranthaceae e ao gênero Chenopodium,
sendo cultivada no Peru e Bolívia há mais de 7000 anos (PEARSALL, 1992).
Distribuída por diferentes regiões do mundo, mesmo sendo endêmica da região
andina, a quinoa possui características que lhe permite adaptar-se a diversas
condições ambientais (WAHLI, 1990). Assim, a quinoa é uma das poucas espécies
que são naturalmente adaptadas a geadas frequentes, típicas das montanhas
andinas, incluindo condições ambientais extremas como seca e salinidade
(JACOBSEN; MUJICA; JENSEN, 2003).
O cultivo da quinoa cruzou fronteiras e chegou à França, Estados Unidos,
Inglaterra, Suécia, Dinamarca, Holanda, Itália e Brasil (TEJADA, 2004). Seu maior
produtor mundial é o Peru com 130 mil toneladas, seguido pela Bolívia com 92 mil
toneladas e pelo Equador com 16 mil toneladas, tendo a tonelada do grão
comercializada a U$ 4.500 (QUISPE, 2015). Nos Estados Unidos, ela é cultivada no
estado do Colorado e Nevada, e no Canadá sobre os campos de Ontário. Altos
rendimentos de sementes já foram registrados no Quênia (4 t ha-1), assim como no
Himalaia e nas planícies do norte da Índia (FAO, 2013).
O interesse dos mais variados países no emprego da quinoa como espécie
alternativa, tem-se evidenciado principalmente pela possibilidade de substituição à
carne no consumo humano (CARBONE-RISI, 1986) e como componente da ração
de animais domésticos (CARDOZO e BATEMAN, 1961; NEGRON; ALVARES;
CALMET, 1976).
A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) o
considera como um alimento promissor, não só por suas propriedades benéficas
como também por seus múltiplos usos (RESTREPO et al., 2005) e tem sido
tradicionalmente usada como uma fonte de alimento básico das populações
ancestrais ao longo da região dos Andes (FUENTES et al., 2012).
A quinoa é particularmente rica em aminoácidos essenciais, boa fonte de
minerais (Ca, P e Mg), fibra dietética, compostos antioxidantes, tais como
carotenóides, flavonóides (campferol e quercetina), vitamina C, riboflavina, tiamina,
18
ácido fólico e hidratos de carbono. Comparado com alguns cerais, tais como milho
(Zea mays L.), aveia (Avena sativa L.), trigo (Triticum aestivum L.) e arroz (Oryza
sativa L.). Apresenta menor índice glicêmico e maior qualidade nutricional global
(RUALES e NAIR, 1993; REPO-CARRASCO; ESPINOZA; JACOBSEN, 2003).
Geralmente, um legume, uma verdura, um cereal ou uma fruta pode
proporcionar determinado aminoácido essencial em quantidade significativa e ter
carência dos demais, já a quinoa reúne todos. Por suas características nutricionais,
é considerada como um pseudocereal nobre e diante disso a FAO estabeleceu 2013
como o ano internacional da quinoa (FAO, 2013).
A quinoa é frequentemente utilizada na dieta de celíacos devido à ausência
de glúten no grão (SPEHAR, 2006). A forma para consumo geralmente é em flocos,
cereais e farinhas, bem como em produtos, tais como macarrão (SPEHAR, 2006),
além de compor barras de cereal (FARINAZZI-MACHADO et al., 2012). Assim,
existem diversas formas de utilização da quinoa além de possibilidades de sua
integração ao sistema produtivo.
Originária da linhagem EC 3, a variedade BRS Piabiru da quinoa foi
selecionada a partir de uma população procedente de Quito, Equador. Possui
características como estatura média de 190 cm, da qual a inflorescência ocupa 45
cm, ciclo de 130 a 145 dias e resistência ao acamamento (SPEHAR e SANTOS,
2002).
Acreditava-se que devido à quinoa ser uma espécie originária de clima
temperado de montanha e sensível às variações de temperatura, apresentasse uma
limitada adaptabilidade aos trópicos (CARBONE-RISI, 1986). Dessa forma, sua
introdução no país somente ocorreu nos anos 90 por meio de incentivos da Embrapa
Cerrados (Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados) com participação de
diversos outros centros de pesquisa. Essas instituições realizaram trabalhos
pioneiros e conseguiram adaptar variedade da quinoa ao clima do país, tornando
possível seu cultivo (SPEHAR e SANTOS, 2002).
Pesquisas com melhoramento genético são cruciais para a implantação de
novas culturas (CARBONE-RISI, 1986), pois assim como a quinoa, a soja é
originária de regiões temperadas e acreditava-se que não seria economicamente
cultivável nos trópicos. Contudo, mediante a combinação de características como
florescimento tardio e período juvenil que alonga o estádio vegetativo, obtiveram-se
novos genótipos de soja, os quais fazem com que os cerrados respondam por cerca
19
de 50% da produção dessa leguminosa em nosso país (KIIHL e GARCIA, 1989;
SPEHAR e SOUZA, 1993).
As qualidades desempenhadas pela quinoa são elevadas, mas sua
produção no Brasil ainda apresenta valores insignificantes, o que torna necessário
realizar mais pesquisas, de forma a permitir avanços produtivos, demonstrar sua
competitividade diante outras culturas e, assim, solidificar-se no sistema produtivo
do país. Dentre os fatores primordiais para o sucesso desse cultivo e o requerimento
produtivo, destacam-se a qualidade da semente e época de semeadura (NUNES,
2009).
Nunes (2009) também relata que o requerimento produtivo nada mais é do
que uma cadeia, na qual surgem com a demanda de um determinado produto,
seguido pelo aumento do consumo pelo mercado consumidor e a partir disto surge à
produção. Cadeias produtivas importantes como a soja e o milho, se estabeleceram
desta forma.
Dentre as variedades adaptadas ao clima tropical, a variedade BRS Piabiru
é pioneira no Brasil, sendo recomendada para o Bioma Cerrado, mas tem sido
cultivada também em outras regiões. Possui características agronômicas como
estatura média de 190 cm, da qual a inflorescência ocupa 45 cm; diferenciação floral
aos 30 dias após a emergência, com a antese aos 45 dias; período entre a
emergência e a maturação fisiológica de 145 dias, resistência ao acamamento,
deposição de oxalato de cálcio, em forma de grânulos no caule e folhas, perceptíveis
ao toque dos dedos (SPEHAR e SOUZA, 1993).
A panícula consiste em pequenas flores que produzem uma semente por flor
(GEERTS et al., 2008), sendo que a cultura apresenta doze fases fenológicas
facilmente distinguíveis: germinação, duas folhas verdadeiras, quatro folhas
verdadeiras, seis folhas verdadeiras, ramificação, início de emissão da panícula,
emissão da panícula, prefloração, floração, grão leitoso, grão pastoso e maturação
fisiológica (CASAS, 2012).
A variedade BRS Piabiru possui grãos (frutos), com umidade de 12 g/100g,
apresentam peso médio 100 grãos de 2,42 g, com 13 g/100g de proteína;
rendimento médio de 2,8 t ha-1 (grãos) e 6,6 t ha-1 (biomassa total) (SPEHAR e
SOUZA, 1993).
A quinoa, apesar de possuir capacidade de adaptação ao solo e às
condições climáticas adversas e possuir vários mecanismos de tolerância à seca e
20
de escape, tem seu desempenho prejudicado com a falta d’água (GEERTS et al.,
2008).
2.2 Irrigação
Ao longo dos anos o processo de intensificação da atividade agrícola reduziu
a heterogeneidade ecológica (BENTON; VICKERY; WILSON, 2003), quantidade e
qualidade do habitat disponível para espécies (KLEIJN et al., 2011), reduzindo assim
a biodiversidade (DONALD; GREE; HEATH, 2001). Desse modo, a atividade
agrícola mantendo a conservação da biodiversidade é hoje um dos principais
desafios mundiais (GODFRAY et al., 2010; PHALAN et al., 2011; TSCHARNTKE et
al., 2012).
A irrigação é uma alternativa para aumentar o rendimento da maioria das
culturas, proporcionando um incremento na produtividade (GONZAGA NETO, 2000),
além de reduzir os custos durante o processo de produção, cuja quantidade de água
a ser aplicada é determinada pelas necessidades hídricas das culturas (SOUSA e
MELETTI et al., 1997).
De acordo com a UNESCO (2007), cerca de 70% da oferta mundial de água
é utilizada para irrigação agrícola, sendo esperado um aumento de 14% nos
próximos 30 anos. A crescente demanda por recursos hídricos amplia a necessidade
de definir técnicas de irrigação mais adequadas, com o objetivo de reduzir o
desperdício no uso da água de irrigação (COLOMBO et al., 2013).
No Brasil, o interesse pela irrigação emerge das variadas condições
climáticas, solo, cultura e socioeconomia, não existindo um sistema capaz de
atender satisfatoriamente todas essas condições. Nesse caso, deve-se selecionar o
sistema de irrigação mais adequado para uma certa condição e para atender os
objetivos desejados (EMBRAPA, 2007). Assim, a escolha do método de irrigação,
deve atender tanto a viabilidade técnica, econômica, e ambiental do projeto, quanto
topografia, tipo de solo, quantidade e qualidade da água, clima e cultura a ser
irrigada (BERNADO et al., 2009).
Na irrigação localizada, a água é aplicada em pequena intensidade,
umedecendo somente um volume restrito do sistema radicular, e não a totalidade da
área cultivada, assim a evaporação da água na superfície do solo é minimizada
21
(BERNADO et al., 2009). Christofidis (2002) relata que devido à maior frequência de
irrigação, o solo mantém-se sempre próximo da capacidade de campo.
A irrigação por gotejamento é um método no qual otimiza a água para a
produção agrícola (BOSLAND e VOTAVA, 2000), podendo distribuir a água
uniformemente, controlando com precisão a quantidade aplicada. Tal sistema
geralmente produz maior proporção de rendimento por unidade de área e produção
por unidade de volume de água (CUENCA, 1989) e tem mostrado ser mais eficiente
no cultivo de plantas individuais (GOODWIN et al., 2003),
O sistema de gotejo reduz assim a superfície do solo que fica molhada, na
qual está exposta às perdas por evaporação, com isto, a eficiência de aplicação é
bem maior e o consumo de água menor, como também não molha a parte aérea das
plantas, reduz a incidência de doenças (RUGGIERO et al., 1996).
Estudos realizados em Israel comprovam que o gotejamento proporciona a
obtenção de maiores produções, quando comparado aos diferentes métodos
utilizados, sob mesmas condições. Com o uso da irrigação por gotejamento, a
aeração do solo não é prejudicada, o que proporciona melhor absorção de nutrientes
de água, pois quando as plantas então sujeitas à saturação hídrica por um longo
período, sintomas como seca fisiológica podem ocorrer, embora no terreno haja
água em abundância (VIEIRA e MANFRINATO, 1974).
A manutenção de um nível adequado de umidade do solo também é uma
preocupação comum para a inibição da doença e melhoria da qualidade dos grãos.
Diversos métodos diretos e indiretos são utilizados para quantificar a água
disponível no solo, sendo o tensiômetro um método indireto amplamente utilizado. O
tensiômetro é utilizado para avaliar o estado de energia da solução do solo, e
tornou-se um método padrão para monitorar o status de água no solo (CASSEL e
KLUTE, 1986).
Desenvolvido por Gardner em 1922 (CAMARGO et al., 1982), com função
de medir a tensão com que a água esta retida pelas partículas do solo (potencial
matricial), e dispõe da relação entre o conteúdo de água no solo e a tensão em que
ela se encontra. Assim, o tensiômetro torna-se um instrumento importante, pois
determinar a umidade do solo em cada fase do desenvolvimento da planta de forma
a quantificar a água disponível para a cultura, reduz o gasto de energia na absorção
de água e nutrientes (HODNETT et al., 1995).
22
Na produção da quinoa, a irrigação realizada em quantidade adequada,
proporciona índices de produtividade acima da média da cultura. Assim, por meio do
uso da irrigação, é possível aumentar os rendimentos da cultura em locais com
déficit de precipitação (GARCÍA, 2003; GARCÍA; RAES; JACOBSEN, 2003).
2.3 Adubação Potássica
O potássio, constituído por cerca de 2,1-2,3% da crosta terrestre, é o sétimo
ou oitavo elemento mais abundante (SCHROEDER, 1978; WEDEPOHL, 1995). As
reservas de potássio do solo são geralmente grandes, mas a maior parte do
potássio do solo (90-98%) está incorporado na estrutura cristalina dos minerais,
assim não está diretamente disponível para absorção pela planta (SCHROEDER,
1978).
Dentre os vários nutrientes utilizados pelas plantas, o potássio desempenha
um papel particularmente importante em muitas funções fisiológicas vitais para o
crescimento, rendimento, qualidade e resistência à formação de todas as culturas. O
potássio apresenta uma alta mobilidade e redistribuição na planta (EPSTEIN e
BLOOM, 2005), pois transloca nutrientes pelo xilema, das raízes para a parte aérea
e retransloca para outros tecidos pelo floema.
O potássio tem função importante no transporte de fotossíntatos produzidos
pela fotossíntese nos tubos crivados, pois é responsável em estabelecer e manter
um alto potencial osmótico nos tubos crivados, permitindo assim altas taxas de
transporte (MARSCHNER, 2012).
Depois do nitrogênio, o potássio é o nutriente requerido em maiores
quantidades pela maioria das plantas (MALAVOLTA e CROCOMO, 1982), sendo o
cátion mais abundante nos vegetais. De acordo com Marschner (1995), as plantas
requerem altas quantidades de potássio, para manter um elevado teor em nutrientes
no citoplasma da célula, o que garante a atividade enzimática, pois o potássio é
necessário para manter a neutralização de ânions e manter os níveis de pH para as
células.
Assim como a quinoa, a beterraba requer grande quantidade de potássio,
sendo que baixas concentrações desse nutriente pode aumentar a susceptibilidade,
não apenas da beterraba e quinoa, mas de diversas culturas a doenças e
23
consequentemente
a
necessidade
de
aplicações
de
defensivos
(ZÖRB;
SENBAYRAM; PEITER, 2014).
Embora existam estudos sobre nutrição mineral para o cultivo comercial da
quinoa, raramente se encontram trabalhos relacionados à recomendação de
adubação. A escassez de informação relacionada ao requerimento nutricional pode
limitar a obtenção de altas produtividades e interferir diretamente na qualidade das
sementes produzidas, além da determinação da dose adequada a ser utilizada na
adubação ser extremamente importante, pois pode afetar significativamente a
germinação das sementes e até a arquitetura da raiz, em decorrência de possíveis
efeitos salinos desse fertilizante (NEVES, 2007).
O excesso deste nutriente pode também onerar o custo com a produção,
com redução no ganho do produtor, pois a absorção desses nutrientes não depende
somente da sua disponibilidade em torno das raízes, mas também da sua
concentração, porque há um limite para o somatório dos cátions que podem ser
absorvidos simultaneamente pela planta, assim mesmo aplicando altas quantidades,
a planta não conseguirá absorver (ANDRIOLO et al., 2010).
Estudos relatam que as perdas por lixiviação do potássio está entre 50-70%
(AUOADA et al., 2008; WU e LIU, 2008), quando aplicado de forma incorreta. Paglia
et al. (2007) relatam que há aumento da concentração de K+ na solução lixiviada, na
medida em que a quantidade de K2O aplicado no solo aumenta, o que resulta em
perdas de recursos econômicos e danos ambientais devido à contaminação do
lençol freático (GE et al., 2002; SHAVIT; REISS; SHAVIV, 2002). O excesso do
nutriente principalmente no plantio pode afetar o processo germinativo, o
desenvolvimento inicial das plantas e também causar desequilíbrio na absorção de
cálcio e magnésio (FACTOR et al., 2011).
De acordo com Malavolta (1980), o potássio se movimenta no solo
predominantemente pelo processo de difusão, mas em altas concentrações esse
nutriente podem movimentar-se no solo por fluxo de massa. Zanini (1991) concordou
com Malavolta (1980), pois verificou que os locais de maiores concentrações de K+
coincidiram com os locais de maiores valores de umidade, evidenciando seu
transporte por fluxo de massa.
Assim, quando as plantas estão bem supridas em potássio à taxa
transpiratório é reduzida e o transporte por fluxo de massa também, ocasionando
assim numa menor perda de água devido sua atuação no mecanismo de abertura e
24
fechamento dos estômatos, resultando em uma maior eficiência do uso da água
pelas plantas (BÜLL, 1993). O fluxo de massa pode contribuir com 12% do potássio
absorvido pelas plantas cultivadas em baixa disponibilidade do nutriente, contra
apenas 4% em solos com maior disponibilidade de potássio (ROSOLEM;
CALONEGO; FOLONI, 2003).
A eficiência do uso do potássio (EUK) na planta é definida como a
capacidade em produzir matéria seca e grãos sob baixos níveis de potássio na
solução do solo (YANG et al., 2003). Assim, a exigência de K, que é o inverso da
EUK, ou seja, a quantidade de K absorvida pela cultura por unidade de produção de
grãos é usada como argumento para aumento da recomendação de adubação
potássica.
A EUK refere-se ao grau de recuperação desse nutriente pelas culturas,
considerando-se as perdas que geralmente acontecem no processo (COSTA et al.,
2015). Maior ou menor eficiência pode estar relacionada com a variação na
estrutura, densidade e profundidade das raízes entre as diferentes espécies
(NIEVES-CORDONES et al., 2014). A maioria das culturas são consideradas
ineficientes para a obtenção de potássio a partir do solo e sensíveis a baixa
disponibilidade, apresentando sintomas visuais de deficiência (MULLINS e
BURMESTER, 2010).
Assim, a adubação potássica pode atuar diretamente na eficiência do uso da
água, pois a eficiência aumenta em média 8% com o uso do potássio (COSTA et al.,
2015), devido ao controle hídrico que este nutriente exerce na planta.
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Local do experimento
O experimento foi conduzido em casa de vegetação (Figura 1), durante os
meses de fevereiro de 2015 a agosto de 2015, na Universidade Federal de Mato
Grosso (UFMT), Campus Universitário de Rondonópolis, com coordenadas
geográficas de 16º28’ Latitude Sul, 50º34’ Longitude Oeste e altitude de 284 m.
O solo utilizado foi coletado de um Latossolo Vermelho distrófico
(EMBRAPA, 2013) em Cerrado, na camada de 0-0,20 m, no Campus Universitário
25
de Rondonópolis, em seguida peneirado (Figura 2) em malha 4 mm e
homogeneizado para inserção nos vasos. Para a caracterização química e
granulométrica do solo foi peneirado em malha de 2 mm e analisado conforme
metodologia proposta por Embrapa (1997) (Tabela 1).
A
Casa de Vegetação
B
FIGURA 1. Localização da casa de vegetação no campus de Rondonópolis (A) e Casa de
vegetação onde foi realizado o experimento (B).
TABELA 1. Resultado das análises químicas e granulométricas do solo na camada de 00,20 m, antes da instalação do experimento em Latossolo Vermelho distrófico,
Rondonópolis/MT
pH
P
K
Ca
Mg
Al
H
SB
CTC
CaCl2 --mg dm-3-- --------------------cmolc dm-3-------------4,0
1,7
24
0,2
0,2
0,8
4,4
0,5
5,6
V
%
M.O. Areia
g dm-3
8,2 20,6
Silte
Argila
---------g kg-1----------546
54
400
pH – potencial hidrogeniônico, H+Al – acidez potencial, SB – soma das bases, CTC
– capacitação de troca catiônica, V% - saturação por bases.
FIGURA 2. Coleta de solo em área de Cerrado e peneiramento do solo com auxílio de haste
de madeira.
26
A calagem foi realizada conforme resultados obtidos na análise química do
solo, 30 dias que precederam à semeadura, utilizando calcário dolomítico com
PRNT de 80,3%, para elevar a saturação por bases para 60%.
3.2
Tratamento, delineamento experimental e adubação
O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com a combinação
de cinco doses de cloreto de potássio e cinco níveis de irrigação em esquema
fatorial 5x5. As doses de potássio (K2O) foram (0, 100, 200, 400 e 600 mg dm-³),
tendo como fonte cloreto de potássio e os níveis de irrigação foram (50, 75, 100, 125
e 150% da capacidade de campo), com quatro repetições, totalizando 100 parcelas
(Figura 3).
Cada parcela foi constituída por um vaso plástico com capacidade de 22 dm³
de solo (Figura 4).
FIGURA 3. Croqui representando a área total do experimento, indicando a localização dos
blocos e o espaçamento entre os blocos e vasos.
A
B
FIGURA 4. Espaçamento entre as linhas no primeiro bloco (A) e visualização geral do último
bloco, observando espaçamento entre as linhas e vasos (B).
27
A adubação realizada na semeadura constituiu de 250 mg dm-3 de fósforo
(P2O5) na forma de superfosfato simples, 40 mg dm-3 de composto FTE (Fritted
Trace Elements), com composição de 3,9% de enxofre, 1,8% de Boro, 2,0% de
Manganês, 9,0% de Zinco e o potássio (K2O) foi aplicado nas doses referente ao
tratamento de cada parcela experimental em dose única. A adubação nitrogenada foi
parcelada em três aplicações, aos 07, 14 e 21 dias após a semeadura (DAS),
utilizando um total de 200 mg dm-3 de nitrogênio, tendo como fonte a ureia (Figura
5).
A
B
FIGURA 5. Adubação fosfatada e potássica de semeadura (A) e Diluição da uréia em água
para aplicação em cobertura (B).
A cultura utilizada foi a quinoa cultivar BRS Piabiru recomendada para o
cultivo granífero no Brasil (SPEHAR e SANTOS, 2002). A semeadura foi realizada
utilizando dez sementes por vaso (Figura 6), no dia 03 de abril de 2015.
A
B
FIGURA 6. Semeadura de quinoa BRS Piabiru, em cada parcela (A) e Germinação das
plântulas (B).
Para determinar a relação entre o teor de água do solo e a energia com a
qual ela está retida no mesmo, foi utilizada a análise da curva de retenção de água
28
no solo e os resultados de retenção foram interpolados pela equação de Van
Genuchten (Figura 7). O programa utilizado foi o Soil Water Retention Curve (versão
3.0), desenvolvido por Dourado Neto et al. (2000), que descrevem o comportamento
da umidade do solo em função da tensão, conforme equação 1.
(1)
Onde: θ - umidade a base de volume, em cm3 cm-3;
θr - umidade residual, em cm3 cm-3;
θs - umidade de saturação, em cm3 cm-3;
Ψm - Potencial matricial, em cm c.a.;
α, m, n - constantes.
FIGURA 7. Curva característica de retenção de água no solo, gerada pelo programa Soil
Water Retention Curve (versão 3.0).
A tensão foi monitorada diariamente com leituras às 9 e 16 horas por meio
de um tensímetro digital com a sensibilidade de 0,1 kPa, instalados nas unidades
experimentais com 100% de reposição de água no solo e dose de referência de
potássio (K2O) conforme metodologia utilizada por Koetz (2006) para a cultura do
maracujá, sendo que para este experimento a dose de referência utilizada foi de 100
mg dm-3 de potássio (K2O).
O manejo de água (momento e volume de irrigação) foi realizado com base
na avaliação da tensão de água no solo, definido quando a tensão média obtida nos
quatro tensiômetros atingia o valor próximo a 10 kPa, cuja tensão de água no solo
equivalente à umidade na capacidade de campo foi definida como sendo de 6 kPa
29
(Figura 8). Segundo Bernardo et al. (2009) é comum encontrar a capacidade de
campo com valores de até 5 kPa em solos típicos de Cerrado.
FIGURA 8. Verificação da tensão de água no solo, utilizando o tensímetro digital.
O volume de água aplicado em cada unidade experimental foi definido de
acordo com os percentuais relativos a cada tratamento. Até os 15 DAS, todos os
tratamentos foram irrigados com o mesmo volume de água, quando a tensão média
obtida nos tensiômetros atingia valores próximos a 10 kPa, de forma a garantir o
desenvolvimento das plantas. Após este período, iniciou-se a aplicação diferenciada
dos níveis de água no solo para os tratamentos.
3.3
Sistema de irrigação
A irrigação foi realizada por meio de gotejamento. O sistema foi constituído
por um tanque de fibra de vidro de 1000 L, com função de reservatório, localizado
fora da casa de vegetação. Para reduzir entupimentos, foi instalado um filtro de
disco, marca IRRITEC, com capacidade de 5000 L h-1, com malha de 120 mesh
(Figura 9).
30
A
B
FIGURA 9. Localização do reservatório, fora da casa de vegetação (A) e Filtro de disco (B).
Os gotejadores utilizados foram da linha autocompensante e anti-drenante
(Figura 10) apresentavam vazão máxima de 4 L h-1, com pressão de abertura 4,0 m
e pressão de fechamento 2,0 m. Os gotejadores foram encaixados aos microtubulos,
ficando suspensos das superfície do solo de forma a evitar entupimentos dos
mesmos.
A
B
FIGURA 10. Gotejador em funcionamento (A) e disposição do gotejador suspenso da
superfície do solo (B).
A quantidade de água aplicada foi calculada, de acordo com a curva de
retenção de água no solo, sendo necessário a umidade relativa à capacidade de
campo e a umidade referente a tensão média obtida nos quatro tensiômetros, de
acordo com a equação 2.
(2)
Onde: V: volume de água, em cm3;
θcc: umidade da capacidade de campo, em cm3 cm-3, e
31
θf: umidade na curva de retenção de acordo com a tensão média observada,
em cm3 cm-3.
O coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD) foi realizado
quinzenalmente, em todas as linhas laterais, sendo que em cada linha lateral quatro
gotejadores foram selecionados para coleta de vazão (1º, 7º, 14º e 20º gotejador),
apresentando valor médio de 93,4% de uniformidade, de acordo com a equação 3.
(3)
CUD=
Onde:
= média dos 25% menores valores de vazão coletados, e
= lâmina média aplicada.
O tempo de irrigação para cada tratamento foi calculado com base no
volume de água a ser aplicada e a vazão dos gotejadores, conforme equação 4.
(4)
Onde: T - tempo de irrigação (h);
V - volume da planta irrigada (m3), e
q - vazão dos gotejadores por planta (m3 h-1).
3.4
Condução do experimento
O desbaste das plantas foi realizado aos 15 dias após a emergência (DAE),
deixando-se três plantas por vaso e aos 20 DAE ocorreu o segundo desbaste
deixando-se apenas duas plantas por vaso.
Para monitoramento da temperatura (Figura 11) e umidade relativa do ar
(Figura 12) durante a condução do experimento, foi utilizado um termohigrômetro, no
qual foi realizada leitura diária, aproximadamente às 09 h.
32
FIGURA 11. Temperatura de casa de vegetação no período experimental de 03/04 a
10/08/2015.
FIGURA 12. Umidade relativa na casa de vegetação do ar no período experimental de 03/04
a 10/08/2015.
Para o controle de pragas e doenças, adotou-se o manejo preventivo e de
controle com inseticidas e fungicidas sistêmicos (Tabela 2).
33
TABELA 2. Aplicações de defensivos realizadas durante a condução do experimento para o
controle de pragas e doenças.
Data
Princípio Ativo
Dosagem
Observações
15/04/2015
Fipronil (g L-1 de água)
-1
1
Inseticida
15/04/2015
Deltametrina (mL L de água)
1
Inseticida
04/05/2015
Thiophanate methyl e Chlorothalonil
2
Fungicida
1,5
Inseticida
1,5
Fungicida
(g L-1 de água)
08/05//2015
12/05/2015
Deltametrina (mL L-1 de água)
-1
Azoxistrobina e Ciproconazol (mL L
de água)
22/05/2015
Oxicloreto de Cobre (g L-1 de água)
1,5
Fungicida
02/06/2015
Esfenvalerato (mL L-1 de água)
1
Inseticida
06/06/2015
Thiophanate methyl e Chlorothalonil
2
Fungicida
1
Fungicida
1
Inseticida
-1
(g L de água)
24/06/2015
Azoxistrobina e Ciproconazol (mL L-1
de água)
06/07/2015
Esfenvalerato (mL L-1 de água)
3.5 Variáveis analisadas
Durante a condução do experimento e na colheita (aos 129 dias) foram
avaliadas as seguintes variáveis:
3.5.1 Emergência: determinada através do percentual entre o número de plântulas
emergidas e o número total de sementes semeadas, de acordo com equação
5.
(5)
Onde: E(%): porcentagem de emergência de plântulas;
E: Número de plântulas emergidas;
N: Número de sementes semeadas.
3.5.2 Número de dias para a floração: foi obtido através do tempo transcorrido em
dias a partir da semeadura. Determinado como início da floração o período
em dias transcorridos da semeadura até o início da floração (quando 50% das
34
plantas tinham no mínimo uma flor aberta) e final da floração quando 50% das
plantas não tinham mais flores.
3.5.3 Área foliar: obtida por meio das medidas do comprimento e largura da folha
(Figura 16), utilizando uma régua graduada em cm (ROBBINS e PHARR,
1987), multiplicado com um fator de correção de 0,6923 (MARROCOS et al.,
2010), conforme equação 6.
(6)
AF = AR x 0,6923
Onde: AF: área da folha
AR: área do retângulo (cm2)
3.5.4 Diâmetro do caule: a medida do diâmetro de caule foi realizada utilizando
paquímetro digital, com precisão de 0,01 mm, a três centímetros do nível do
solo, calculando a média das duas plantas (Figura 13 A).
3.5.5 Índice de clorofila: O índice de clorofila foi estimado, de modo não destrutivo,
com média dos valores de cinco folhas jovens totalmente expandidas,
utilizando-se o clorofilômetro Minolta SPAD-502 (Figura 13 B).
A
B
FIGURA 13. Medição do diâmetro do caule (A) e leitura do teor de clorofila, utilizando o
clorofilômetro Minolta SPAD-502 (B).
3.5.6 Número de folhas: obtido através do valor médio do número de folhas obtido
por planta, com contagem feita manualmente.
3.5.7 Altura da planta: foi determinada em cm, adotando-se, como critério, a
distância entre o colo da planta e a extremidade do broto terminal do ramo
principal.
3.5.8 Massa seca de parte aérea: as plantas foram cortadas rente ao solo e
acondicionada em saco de papel, identificada com etiqueta e levados para
35
estufa de circulação aberta a uma temperatura controlada de 65ºC por 72
horas. Após esse período, foi realizada a pesagem do material.
3.5.9 Massa seca de raízes: Para análise de raízes, as mesmas foram separadas
por peneiramento (malha de 4 mm) e lavadas para retirar todo solo com água
corrente. As raízes foram acondicionadas em sacos de papel, identificadas
com etiqueta e levadas para estufa de circulação aberta a uma temperatura
controlada de 65ºC até atingir massa constante. Após esse período foi obtida
a massa seca da parte aérea e de raiz através da pesagem do material.
3.5.10 Comprimento da panícula: Comprimento da panícula foi determinado em cm,
adotando-se, como critério, a distância medida a partir do nó basal até a
extremidade superior (cm).
3.5.11 Produção e número de grãos: os grãos foram retirados manualmente da
panícula, a produção foi determinada através de pesagem em balança
analítica (g planta-1) umidade corrigida a 13%. Para o número de grãos
estimou-se correlacionando os resultados obtidos na massa de 100 grãos e o
peso total da amostra.
3.5.12 Massa de 100 grãos: obtida através da pesagem de quatro amostras de 100
grãos, com umidade corrigida a 13%.
3.5.13 Eficiência do uso da água: A eficiência do uso de água (EUA), em função da
produção, conforme proposto por Doorenbos e Kassan (1994), de acordo com
a equação 7.
(7)
EUA =
Onde: EUA - eficiência do uso da água, g L-1;
P - produção, g planta-1;
CA - consumo de água, L planta-1.
3.6 Análise dos dados
As análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa SISVAR
(FERREIRA, 2008), com análise de variância e teste de regressão a nível de
significância até 5% de probabilidade.
36
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Índice de Clorofila
Para o índice de clorofila houve efeito isolado para as doses de potássio,
ajustando-se à modelo quadrático de regressão, em que a dose de 198,38 mg dm-3
de potássio proporcionou maior leitura SPAD (51,11) (Figura 14 A). Comparando o
índice de clorofila observado na dose de 198,38 mg dm-3 com o tratamento com
ausência adubação potássica, observou-se um incremento de 3,13%.
A
B
FIGURA 14. Índice de clorofila aos 91 dias após a semeadura, em função das doses de K2O
em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). IC – Índice de Clorofila;
K – Potássio. * Significativo a 5% e *** Significativo a 0,1% (A) Leitura do
Índice de Clorofila, utilizando o clorofilômetro Minolta SPAD-502 (B).
Bonfim-Silva e Monteiro (2010) relataram que a leitura SPAD (Figura14 B)
está diretamente relacionada com o índice de clorofila, assim como, a avaliação da
nutrição nitrogenada da planta e a necessidade ou não da aplicação de nitrogênio,
pois as clorofilas são responsáveis pela captação de radiação solar durante o
processo de fotossíntese. Assim a atividade fotossintética da planta depende em
parte da capacidade da folha para absorver luz (SALLA; RODRIGUES; MARENCO,
2007).
A fotossíntese é à base do crescimento e produtividade das plantas. No
metabolismo fotossintético são necessárias altas concentrações do potássio,
podendo a taxa fotossintética líquida de folhas e condutância estomática serem
reduzidas sob deficiência de potássio (SALLA; RODRIGUES; MARENCO, 2007).
37
Jiang et al. (1992), Zhao; Oosterhuis; Bednarz (2001) e Wang et al. (2012)
notaram que a atividade de fosforilação, transferência de elétrons e a
atividade/conteúdo do Rubisco foram reduzidas no cultivo de arroz e algodão, sob
déficit de potássio. Como a taxa fotossintética está diretamente relacionada ao
crescimento, percebe-se que o excesso de adubação potássica pode inibir
acentuadamente o crescimento das plantas, mais até do que a carência de potássio.
Conforme Silveira e Malavolta (2000), o fornecimento inadequado de
potássio faz com que os estômatos não tenham uma regularidade ao se abrirem, o
que causa uma redução na taxa fotossintética pelo fato de ter ocorrido uma menor
assimilação de CO2.
O efeito isolado para os níveis de irrigação, ajustou-se a modelo linear de
regressão, cujo nível de 50% proporcionou maior leitura SPAD, com 50,8 (Figura
15).
Conforme Ferreira et al. (2008), o resultado em relação ao índice de clorofila
indica (Figura 15) que sob excesso hídrico, ocorre uma aceleração na senescência
das folhas, constatada pela clorose das folhas, o que afeta negativamente o
desenvolvimento da planta. Em diversas outras espécies, como Brachiaria brizantha
(DIAS-FILHO e CARVALHO, 2000), esses distúrbios também foram observados, e
pode ser atribuídos a toxidez por acúmulo de outros elementos, disfunção hormonal
ou até mesmo carência de nutrientes (KOZLOWSKI, 1997).
FIGURA 15. Índice de clorofila aos 91 dias após a semeadura, em função dos níveis de
irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). IC – Índice de
clorofila; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%.
38
A estabilidade da molécula de clorofila é afetada pela disponibilidade hídrica,
devido à oxidação da água para recompor os elétrons liberados pela fotoxidação da
clorofila (TAIZ e ZEIGER, 2004), assim a leitura do índice de clorofila esta
relacionado ao estado hídrico da planta (SILVA et al., 2011).
4.2 Altura da Planta
Para a altura da planta, houve efeito isolado para o potássio, aos 63 DAS,
cujo dados ajustaram a um modelo quadrático de regressão, com máxima altura da
planta de 145,12 cm observada na dose de potássio de 279,5 mg dm-3 de K2O
(Figura 16 A). O potássio proporcionou para a máxima altura da planta um
incremento de 8,72% quando comparada com o tratamento com ausência de
potássio.
A altura máxima da planta observada no estudo correspondeu a cerca de
72,56% do relatado por Spehar e Santos (2002), pois de acordo com os mesmos, a
quinoa pode chegar a 2,0 metros de altura (Figura 16 B) nas condições de Brasil
Central. Sango; Ernani; Bianche (2009), analisando o crescimento do milho em
diferentes tipos de solos, também observaram que houve um redução na altura das
plantas com doses elevadas de potássio no Latossolo Vermelho distrófico.
As altas concentrações de sais liberado pelo cloreto de potássio no solo
aumentam a pressão osmótica do meio, o que assim prejudica o desenvolvimento
das raízes, que fica mais finas e subdivididas, com redução da absorção de água e
nutrientes (MARSCHNER, 1995).
39
A
B
FIGURA 16. Altura da planta aos 63 dias após a semeadura, em função das doses de K2O
em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AP – Altura da Planta; K Potássio. **Significativo a 1% (A) Visão geral da altura das plantas de
Chenopodium quinoa.
Para Vilela e Büll (1999), a redução do crescimento de plantas, provocado
pelo excesso de cloreto de potássio, está associada ao decréscimo do potencial
osmótico, decorrente do acúmulo de solutos no citoplasma.
Segundo Vasconcelos et al. (2012) os valores de altura da planta podem
estar elevados, devido ao aumento da temperatura no estágio vegetativo da cultura
da quinoa, pois quando as plantas são semeadas em meses mais quentes (abril e
março), tendem a gerar plantas maiores que a das semeaduras de maio e junho.
4.3 Número de Folhas
Ao analisar o número de folhas verificou-se que houve interação significativa
entre os tratamentos aos 49 DAS. O desdobramento das doses de K2O dentro dos
níveis de irrigação de 50, 75, 100 e 125% tiveram efeito significativo (Figura 17 A).
Para o nível de 50% de irrigação, ocorreu ajuste de regressão quadrático,
proporcionando o máximo número de folhas (177,09 folhas) para a dose de potássio
de 375,68 mg dm-3. Os níveis 75 e 100% de irrigação ambos se ajustaram ao
modelo linear de regressão. Para o nível de 125% de irrigação, houve ajuste ao
modelo quadrático de regressão, constituindo o máximo número de folhas (208) à
dose 361,85 mg dm-3 de K2O.
A relação do maior número de folhas produzidas com doses mais elevadas
de potássio pode estar relacionada, às maiores concentrações de potássio
40
encontradas nos frutos e folhas (SPEHAR, 2006). Desta forma, quanto maior o
número de folhas maior a requerimento nutricional por potássio.
A
B
FIGURA 17. Número de folhas (nº planta-1) aos 49 dias após a semeadura, com
desdobramento das doses de K2O dentro dos níveis de irrigação em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NF – Número de Folhas; K Potássio. *Significativo a 5%, **Significativo a 1% e ***Significativo a 0,1% (A)
Contagem de folhas realizada aos 21 dias após a semeadura (B).
A folha é o principal instrumento das plantas envolvido na fotossíntese e
encarregado pelas trocas gasosas entre a planta e o ambiente. Assim, quanto maior
o número de folhas (Figura 17 B), maior será à transpiração e a fotossíntese das
coberturas vegetais (PEREIRA; VILLA NOVA; SEDIYAMA, 1997), o que garante a
produção de fotoassimilados além de ser um importante componente para a
produção de massa seca total da planta (ALEXANDRINO et al., 2004).
Durante o ciclo da cultura, houve queda e redução da área foliar, quando se
iniciou o período de diferenciação floral. Valentin et al. (2006) relatam a menor área
foliar e aceleração da queda foliar ao aumentar o número de drenos (formação dos
frutos na planta), que pode está relacionada à grande demanda por fotoassimilados
que ocorre entre frutos e demais drenos (folhas e ramificações novas).
A formação de carboidratos nas folhas tem forte influência da adubação
potássica e tem papel fundamental na translocação de carboidratos para diversas
partes da planta, principalmente frutos (PRADO, 2008). Assim, perda de área foliar e
41
consigo redução na fotossíntese, reflete negativamente sobre a produção (BOYER,
1976).
O desdobramento dos níveis de irrigação dentro das doses, mostra que a
dose de 600 mg dm-3 de K2O (Figura 18) obteve efeito significativo, para o número
de folhas aos 49 DAS. Dessa forma, houve um ajuste ao modelo de regressão
quadrática, com o máximo número de folhas (226) obtido para o nível de irrigação de
93,7%.
FIGURA 18. Número de folhas aos 49 dias após a semeadura, com desdobramento dos
níveis de irrigação dentro da dose de 600 mg dm-3 K2O em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NF – Número de Folhas; NI – Níveis de
Irrigação. ***Significativo a 0,1%.
Manica; Simão; Scardua (1975), estudando a cultura da banana “Nanicão”,
uma cultura C3 assim como a quinoa, evidenciaram a existência de um aumento na
durabilidade foliar em relação à irrigação, devido as plantas que foram cultivadas em
condições de sequeiro apresentarem 57% menos folhas, do que as plantas
irrigadas, constatando assim, que a irrigação atua na manutenção de um maior
número de folhas. Holder e Gumbs (1982), também constataram que a durabilidade
foliar foi maior no cultivo da bananeira “Robusta” quando submetidas à irrigação.
4.4 Diâmetro do Caule
Para o diâmetro de caule da quinoa foi observado efeito isolado dos níveis
de irrigação e das doses de potássio. Em relação aos níveis de irrigação, o diâmetro
42
de caule ajustou-se ao modelo quadrático de regressão, cujo máximo valor para o
diâmetro do caule foi observado aos 91 DAS (8,91 mm planta-1) para o nível de
irrigação de 107% (Figura 24 A), com acréscimo de 16,7% no diâmetro em relação
ao nível de irrigação de 50%.
Pode-se observar que as plantas submetidas ao tratamento com o nível de
irrigação de 50% apresentaram estresse devido à menor disponibilidade de água no
solo do que os demais tratamentos (Figura 19), o que afetou diretamente o seu
crescimento e desenvolvimento.
B
A
FIGURA 19. Diâmetro de caule aos 91 dias após a semeadura, em função dos níveis de
irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). DC – Diâmetro
do Caule; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1% (A) Medição do
diâmetro do caule utilizando paquímetro digital (B).
Os resultados são próximos aos obtidos por Hirich et al. (2014), no qual ao
estudarem o efeito da irrigação na cultura da quinoa,(Figura 19 B) perceberam que a
irrigação de 100% proporcionou valores de até 10 mm de diâmetro e que o déficit
hídrico reduziu o diâmetro de caule. Padilha et al. (2014) também observaram no
cultivo do pimentão irrigado maior diâmetro de caule para os tratamentos de 100%
da irrigação.
A partir do nível de irrigação de 110% em todas as avaliações apresentadas
na figura 19, o diâmetro do caule teve valores decrescentes, reduzindo assim a
eficiência do uso da água. Vidal et al. (2012), cultivando o milho com diferentes
níveis de irrigação, verificaram que a utilização de níveis acima de 150% acarreta
em uso pouco eficiente de água para irrigação.
43
Segundo Beltrão et al. (2001), o estresse hídrico, tanto por deficiência como
por excesso, reduz o diâmetro de caule. Araújo (1998) relata que avaliar o diâmetro
de caule da cultura é importante, pois expressa de forma mais confiável o
desenvolvimento das plantas do que o crescimento em altura.
Para as doses de potássio, o diâmetro de caule ajustou-se ao modelo
quadrático de regressão (Figura 20), sendo o máximo valor para o diâmetro de caule
observado aos 91 DAS (9,31 mm planta-1) para a dose de 515 mg dm-3 de K2O.
FIGURA 20. Diâmetro de caule aos 91 dias após a semeadura, em função das doses de
K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). DC – Diâmetro do
Caule; K – Potássio. * Significativo a 5% e ***Significativo a 0,1%.
De acordo com Kanai et al. (2007) a deficiência de potássio tende a reduzir a
oferta de água e a distribuição dos solutos na planta, afetando o desenvolvimento de
diversas estruturas, como o diâmetro do caule. Isso pode ser explicado devido ao
potássio estar diretamente relacionado pela abertura e fechamento estomático, ou
seja, entrada e saída de água na planta, como também pela distribuição dos
fotoassimilados produzidos durante a fotossíntese.
Patrick (1997), também relaciona o tamanho do vaso do floema com a
absorção de água, pois uma menor entrada de água pelo vaso irá ocasionar em sua
constrição, o que resulta em diâmetro de caule menores. Já para as células do
xilema, o potássio é necessário, pois atua no processo de diferenciação celular, no
qual esse nutriente age acumulando-se na zona de diferenciação celular, o que
resulta no crescimento do diâmetro do caule (LANGER et al., 2002).
44
Assim, torna-se importante a adequada nutrição com potássio, devido ao
mesmo proporcionar aumento do diâmetro e, deste modo, torna as plantas mais
resistentes ao acamamento e ao quebramento (KARLEN; FLANNERY; SADLER,
1987).
4.5 Área Foliar
Para a área foliar, houve interação significativa entre os níveis de irrigação e
as doses de K 2O aos 91 DAS. Analisando os níveis de irrigação dentro das doses de
potássio, observou-se que as doses de 0, 100 e 400 mg dm-3 de K2O, figura 21 A, 21
B e 26 C, respectivamente, apresentaram efeito significativo. Para as doses de 0 e
100 mg dm-3 de K2O, a área foliar ajustou-se a modelo linear de regressão (Figura
21 A e B), sendo que a área foliar reduziu com o aumento do níveis de irrigação,
tendo para o nível de 50%, valores de área foliar de 5,3 e 6,4 cm2 planta-1,
respectivamente. A dose de 400 mg dm-3 de K2O ajustou-se ao quadrático, com
maior área foliar para o nível de irrigação de 92,65 % (7,96 cm2 planta-1) (Figura 21
C).
45
A
B
C
FIGURA 21. Área foliar (cm² planta-1) aos 91 dias após a semeadura, efeito dos níveis de
irrigação nas doses de 0 (A), 100 (B) e 400 (C) mg dm-3 de K2O em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AF – Área Foliar; NI – Níveis
de Irrigação. **Significativo a 1%, ***Significativo a 0,1%.
A irrigação ajustada a uma adubação adequada como ocorreu com a
adubação de 400 mg dm-3 de K2O (Figura 21 C), pode proporcionar um aumento do
índice de área foliar, aumento também confirmado por Rezende et al. (2014). Desta
maneira, é possível por meio da área foliar avaliar a eficácia de um sistema de
irrigação, uma vez que a escassez ou excesso de água afetam diretamente o
desenvolvimento das folhas (BASTOS et al., 2013).
O excesso hídrico como ocorrido nos tratamentos com o nível de irrigação
de 150% pode reduzir o suprimento de oxigênio às raízes, o que limita a respiração,
a absorção de nutrientes e outras funções das raízes (HOPKINS, 1995), e
consequentemente reduz a área foliar.
A área foliar tem grande importância, pois é responsável pela produção da
maior parte dos carboidratos essenciais para a planta e em muitas situações, como
de deficiência nutricional, serve como fonte de translocados para outras partes da
46
planta, além de representar boa parte da massa seca acumulada pela planta
(OLIVEIRA et al., 2007).
Analisando as doses de K2O dentro dos níveis de irrigação, verifica-se que
os níveis de irrigação de 75%, 100% e 150%, apresentaram efeito significativo a 5%
para a primeira e 0,1% as demais, respectivamente de significância (Figura 22 A, B
e C). Os níveis de 75% e 100% ajustaram-se de ao modelo quadrático (Figura 22 A
e B), observando maior área foliar para a dose de 409,7 mg dm-3 e 421,8 mg dm-3 de
K2O, com área foliar de 6,7 e 8,02 cm2 planta-1, respectivamente. Para o nível de
150% a análise de regressão ajustou-se ao modelo linear, no qual o aumento das
doses ocasionou o aumento da área foliar, com maior área foliar para a dose de 600
mg dm-3 (5,7 cm2 planta-1) (Figura 27 C).
A
B
C
FIGURA 22. Área foliar aos 91 dias após a semeadura, em função das doses de K2O sob os
níveis de irrigação de 75% (A), 100% (B) e 150% (C) em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). AF – Área Foliar; K– Potássio.
*Significativo a 5%, **Significativo a 1% e ***Significativo a 0,1%
47
A irrigação e a adubação potássica atuam de forma conjunta, pois assim
como a irrigação reduzida (75%) quanto a excessiva (150%) (Figura 22 A e C)
ocasionaram em um maior gasto com a aplicação de potássio e mesmo assim não
obtiveram ganho de produção como no nível de irrigação de 100% (Figura 22 B).
No presente estudo para o nível de irrigação de 150% (Figura 22 C), a maior
dose proporcionou a maior área foliar, e provavelmente a redução da área foliar é
decorrente de efeitos osmóticos, que podem provocar deficiência hídrica nas células,
ou de efeitos específicos de íons, que podem acarretar toxicidade ou desordens
nutricionais (TAIZ e ZEIGER, 2004).
Analisar a área foliar torna-se importante, pois a mesma interfere na
interceptação da radiação solar e na troca de água e energia entre a folha e o ar
adjacente à atmosfera (MALDANER et al., 2009), sendo estes essenciais para
entender a relação entre o crescimento da planta e o ambiente (DE JESUS et al.,
2001), como também da influência de práticas agronômicas sobre o crescimento
(SILVA; BELTRÃO; AMORIN NETO, 2000), além da área foliar ser considerada um
dos parâmetros indicativos de produção (FAVARIN et al., 2002).
4.6 Número de dias para a floração
Para o número de dias para a floração houve efeito isolado para os níveis de
irrigação (Figura 23 A) e para a adubação potássica (Figura 24 A), apresentando
ajuste ao modelo quadrático de regressão.
Para os níveis de irrigação, observou-se que o menor número de dias para a
floração foi obtido para o nível de irrigação de 113,27%, com 39 dias após a
semeadura (Figura 23 A). De acordo com Spehar; Teixeira e Santos (2001), a
floração da quinoa (Figura 23 B) ocorre aos 45 DAS, assim, os resultados apontam
que ocorreu uma antecipação floral em seis dias com o uso da irrigação.
48
A
B
FIGURA 23. Número de dias para a floração em função dos níveis de irrigação em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NDF – Número de Dias Para
a Floração; NI – Níveis de Irrigação. *Significativo a 5%, **Significativo a 1%
(A) Panícula de quinoa em florescimento aos 40 dias após a semeadura (B).
O controle do suprimento de água pode determinar a época e a uniformidade
de floração. Resultados semelhantes também foram encontrados por Figueiredo et
al. (2006) no cultivo da banana prata anã, no qual o tratamento com o nível de
irrigação de 120% da Eto proporcionou antecipação da floração. Almeida et al.
(2002) também observaram efeito positivo com o aumento do nível de irrigação na
diferenciação floral, não corroborando com Carvalho et al. (2010), em estudo com o
maracujazeiro-amarelo, no qual níveis de irrigação com tensões maiores que 60
kPa, promoveu antecipação do início da floração aos demais tratamentos com níveis
de irrigação.
Para a adubação potássica, houve ajuste ao modelo de regressão
quadrática, no qual observa-se que o menor número de dias para a floração (38
dias), foi obtido para a dose de potássio de 306,06 mg dm-³ de K2O (Figura 24 A).
Observa-se que doses mínimas e máximas atrasam o início da floração (Figura 24
B), influenciando também o início da colheita. Costa, Cañizares e Goto (2001)
também observaram que os níveis de potássio influenciaram significativamente o
início da floração, pois baixas doses provocam atrasos na floração do pepino, assim
como no maracujazeiro (RUGGIERO et al., 1996; QUAGGIO e PIZZA-JR., 1998).
49
A
B
FIGURA 24. Número de dias para a floração, em função das doses de K2O em
Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NDF – Número de Dias Para a
Floração; K – Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Quinoa no período inicial do
florescimento (B).
A floração da quinoa no equador ocorre em média 53 dias após a
semeadura, sendo dependente do genótipo (WAHLI, 1990) e do fotoperíodo. O
fotoperíodo é um dos fatores mais importantes, uma vez que afeta o
desenvolvimento das culturas, mas sua principal influência está na indução ao
florescimento,
e
consequentemente,
na
data
de
ocorrência
da
floração
(MAXIMIANO, 2014).
De acordo com os dados coletados da estação meteorológica (INMET, 2015)
instalada no Campus da Universidade, durante os primeiros 60 dias após a
semeadura, período em que todas as plantas tinham florescido, o fotoperíodo
observado foi de <10h de ocorrência. Bertero et al. (1999) observaram que a cultura
apresenta resposta fisiológica, como a indução ao florescimento e a duração do
período reprodutivo, afetando também o desenvolvimento das sementes, à
ocorrência de dias curtos.
Galdames (2010), estudando os diferentes fotoperíodos no desenvolvimento
da quinoa, percebeu que o aumento do fotoperíodo nos primeiros 60 DAS, reduz
drasticamente o florescimento pode aumentar o número de dias para a formação da
flor em até 70% para um fotoperíodo de 13h. Sivori (1947), estudando variedades
cultivadas próximo à região do Equador, evidenciou que a quinoa necessita de pelo
menos 15 dias mais curtos, com fotoperíodo de 10h para antecipar a iniciação floral.
50
4.7 Massa Seca de Parte Aérea
Para a massa seca de parte aérea (Figura 25 B) ocorreu efeito significativo
com ajuste ao modelo quadrático de regressão. Para a dose de potássio de 534,7
mg dm-3 de K2O foi obtida a máxima produção de massa seca da parte aérea, com
33,1 g planta-1 (Figura 25 A). O potássio proporcionou um incremento de 44,8%, na
massa seca da parte aérea quando comparada à máxima produção com o
tratamento com ausência de potássio.
A
B
FIGURA 25. Massa seca da parte aérea aos 129 dias após a semeadura, em função das
doses de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MSP –
Massa Seca da Planta; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% e *Significativo a
5% (A) Quinoa no final do ciclo vida, um dia antes da colheita (B).
Rosolem et al. (2012), observaram que a adubação potássica contribuiu com
a produção de massa seca da parte aérea de Braquiária (B. ruziziensis). O aumento
da massa seca da planta em função da adubação potássica também pode ser
observada em estudos realizados por Coutinho et
al. (2014) e Haby; Stewart;
Leonard (2008).
Segundo Souza et al. (2010) o potássio promove a abertura e fechamento
estomático, e esse fechamento bloqueia o fluxo de CO2 para as folhas, o que afeta o
acúmulo de fotoassimilados, e pode reduzir a produção. Por outro lado, quando a
planta está bem nutrida, responde positivamente às condições mais favoráveis de
água no solo, mantendo taxas fotossintéticas elevadas, proporcionando maior
produção de fotoassimilados e implicando em maior produção.
51
4.8 Massa Seca de Raízes
A massa seca de raízes (Figura 26 B) apresentou efeito isolado para as
doses de potássio (Figura 26 A), com ajuste ao modelo linear de regressão. A maior
produção de massa seca de raízes (8,8 g planta-1) foi observada na maior dose do
intervalo experimental (600 mg dm-3 de K2O).
Eshel e Waisel (1996) ressaltam que o estado nutricional da planta, em
especial a adubação potássica, tem influência nas propriedades de crescimento de
suas raízes, como também foi observado neste estudo.
A
B
FIGURA 26. Massa seca de raízes aos 129 dias após a semeadura, em função das doses
de K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MSR – Massa
Seca de Raízes; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Separação da massa
seca de raízes e o solo, após a colheita do experimento (B).
Desta maneira, uma adubação adequada faz com que se tenha uma maior
produção de raízes e consecutivamente uma maior produção da parte aérea, devido
a melhor absorção de água no solo (GONÇALVES et al., 2014).
4.9 Massa de 100 Grãos
Para a massa de cem grãos (MCG) observou-se efeito isolado para as
doses de potássio, ajustando a modelo linear de regressão. Verificou-se que a
massa de mil grãos reduziu conforme aumentou-se as doses de potássio. Para a
dose de 600 mg dm-3 de potássio, a MCG foi de 2,48 g planta-1, quando comparado
com o tratamento com ausência de potássio, no qual obteve uma MCG de 2,8 g
planta-1 (Figura 27).
52
Diferentemente para a soja, outra cultura C3, assim como a quinoa, o peso
de 100 sementes apresenta efeito negativo com a baixa disponibilidade de potássio.
FIGURA 27. Massa de 100 grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das doses de
K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MCG – Massa de 100
Grãos; K - Potássio. *Significativo a 5%.
A absorção do nutriente tende a atingir um nível crítico, a partir do qual há
uma pequena resposta na produção, de forma que ultrapassando tais limites,
consequências negativas podem ser geradas como queda no crescimento e
desenvolvimento das plantas (MALAVOLTA et al., 1997). Assim, a resposta linear
decrescente da massa de 100 grãos, pode estar relacionada à toxidez gerada pelo
potássio adicionado no solo.
4.10 Produção de Grãos
Para a produção de grãos, houve efeito isolado para a adubação potássica
(Figura 28) e os níveis de irrigação (Figura 29), com ajuste ao modelo quadrático de
regressão. Para os tratamentos com potássio, a dose de 350,3 mg dm -3 de K2O foi a
que proporcionou a máxima produção de grãos (16, 3 g planta-1) (Figura 28).
Zaratin et al. (2004) estudando cultivares do arroz, verificaram que o
potássio participa do enchimento de grãos, em decorrência de suas múltiplas
funções, reduz o número de grãos chochos, e proporciona assim, maior produção.
Os resultados corroboraram também com Barbosa Filho e Fonseca (1994), que
relataram o efeito do potássio para obtenção de maior produção de grãos cheios.
53
FIGURA 28. Produção de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das doses de
K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MG – Massa de
Grãos; K - Potássio. ***Significativo a 0,1%.
Para os níveis de irrigação, observou-se que a máxima produção de grãos
(14,7 g planta-1) foi obtida para o nível de irrigação de 103,4% (Figura 29), com
incremento de 29,3% quando comparado com o tratamento com de 50% do nível de
irrigação.
FIGURA 29. Massa de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função dos níveis de
irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). MG – Massa de
Grãos; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%.
Os resultados do presente estudo estão próximos aos que foram
encontrados por Locatelli (2014) que verificaram a máxima produção de grãos com
valores de níveis de irrigação de 94% no cultivo do feijão-caupi no Cerrado.
O manejo de irrigação influência de forma positiva ao aumento da produção
de grãos no cultivo da quinoa, resultando em um incremento de 73% em relação ao
tratamento sem irrigação (CASAS, 2012). Desta maneira, conforme Arf et al. (2004)
54
o déficit de hídrico no período vegetativo reduz o crescimento das plantas e
conseqüentemente a produção de grãos.
4.11 Número de Grãos
Em relação ao número de grãos da quinoa, observou-se efeito isolado tanto
para a adubação potássica, quanto para os níveis de irrigação com ajuste ao modelo
quadrático de regressão (Figura 30 A).
Para as doses de potássio o maior número de grãos (5.928 grãos planta-1)
foi observado na dose de 371,9 mg dm-3 de K2O (Figura 30 A).
FIGURA 30. Número de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função das doses de
K2O em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NG – Número de
Grãos; K - Potássio. ***Significativo a 0,1% (A) Panícula de quinoa com grãos
expostos prontos para colheita (B).
O potássio influencia nas várias fases do desenvolvimento da cultura da
quinoa, assim como na do arroz, devido atuar na formação da panícula (Figura 30 B)
e consequentemente na formação do número e peso dos grãos (FAGERIA, 1984).
Em relação aos níveis de irrigação, o nível de 99,6% proporcionou maior
número de grãos (5.430 grãos planta-1), com incremento de 25,3% quando
comparado com o tratamento com nível de irrigação de 50% (Figura 31).
55
FIGURA 31. Número de grãos aos 129 dias após a semeadura, em função dos níveis de
irrigação em Chenopodium quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). NG – Número
de Grãos; NI – Níveis de Irrigação. ***Significativo a 0,1%.
Os resultados do presente estudo estão próximos aos de Torres et al. (2013)
que encontraram maior número de grãos quando a reposição de água foi de 115% e
Locatelli (2014) que encontrou o máximo número de grãos com valores de níveis de
irrigação de 108% no cultivo do feijão-caupi no Cerrado.
O fornecimento de quantidades adequadas de água é um dos fatores
fundamentais na produção das culturas, pois tanto o excesso quanto o déficit podem
prejudicar o desenvolvimento e a produtividade das culturas (ARF et al., 2004), e o
excesso de água, como de níveis de irrigação acima de 120%, podem provocar
deficiência de oxigênio no solo (TORRES et al., 2013).
4.12 Eficiência do Uso da Água
O consumo máximo de água (38,5 L vaso-1),foi observado no nível de
irrigação de 150% (Tabela 3). A eficiência do uso da água (EUA) pela quinoa houve
efeito significativo das doses de potássio (Figura 32) e dos níveis de irrigação
(Figura 38) isoladamente, com ajuste dos resultados a modelo quadrático e linear de
regressão, respectivamente. Koetz et al. (2006) também observaram que doses de
potássio e a frequência de irrigação influenciaram na eficiência do uso da água de
forma positiva, na cultura da alface.
56
TABELA 3. Níveis de reposição e volume de água.
Níveis de Irrigação (%)
50%
75%
100%
125%
150%
Total Irrigado (L Vaso-1)
12,96
19,44
25,92
32,4
38,5
Para a adubação potássica, a máxima eficiência do uso da água foi
observada na dose de 375,1 mg dm-3 de potássio, com incremento de 49,7% quando
comparado com o tratamento com ausência de potássio (Figura 32). De acordo com
Ernani; Almeida; Santos (2007) é esperado que o potássio exerça grande influência
na eficiência do uso da água, pois esse nutriente é muito importante na manutenção
de água na planta, por meio do controle da abertura e fechamento dos estômatos,
ao reduzir a transpiração, assim promovendo a mínima perda de água possível
durante a absorção de CO2 para realização da fotossíntese (PIMENTEL, 2004).
Desta forma, o potássio quando disponibilizado no solo, favorece a
qualidade da planta devido ao aumento da eficiência da fotossíntese e à ótima
eficiência do uso da água (VIANA, 2007).
FIGURA 32. Eficiência do uso da água, em função das doses de K2O em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). EUA – Eficiência no Uso da Água; K Potássio. *** Significativo a 0,1%.
Para os níveis de irrigação, é possível observar que seu aumento
proporcionou a quinoa uma redução do aproveitamento da água disponível no solo,
que assim produziu uma menor quantidade de massa seca. Observa-se que o nível
de 150% de irrigação proporcionou 0,6 g L-1 de eficiência do uso da água (Figura
57
33). A maior EUA foi observada no nível de irrigação de 50% (2,1 g L-1). Araujo et al.
(2010) também observaram no cultivo da alface a diminuição linear com o acréscimo
da irrigação aplicada na eficiência do uso da água.
FIGURA 33. Eficiência do uso da água, em função dos níveis de irrigação em Chenopodium
quinoa (Rondonópolis, MT, 2015). EUA – Eficiência no Uso da Água; NI –
Níveis de Irrigação. *** Significativo a 0,1%.
Conforme resultados pode-se afirmar que a quinoa é resistente a seca,
pois de acordo com Solomon e Labuschagne (2004) a resistência à seca está
associada à alta eficiência do uso da água. Em outra cultura C3, como no café, a
maior eficiência com maior resistência a seca foi associada com raízes mais
profundas, assim como o sistema radicular da quinoa, e presumivelmente a maior
eficiência do uso da água (PINHEIRO et al., 2005).
58
5. CONCLUSÕES
Para as características fitométricas (Altura de planta, número de folhas,
diâmetro do caule e área foliar) são necessários um intervalo de doses de potássio
(K2O) de 270 a 330 mg dm-3 e níveis de irrigação de 50 a 100% para maximizar a
produção.
A adubação potássica reduz os dias para a floração com doses de potássio
(K2O) de 306,1 mg dm-3 e níveis de irrigação de 113,27%, e proporciona máximo
índice de clorofila com doses de potássio (K2O) de 198,4 mg dm-3, e níveis de
irrigação de 50%.
Para a massa seca da parte aérea e raiz são necessários intervalos de
potássio (K2O) de 530 a 600 mg dm-3 para maximizar a produção dos mesmos.
O intervalo de doses de potássio necessário para maximizar as
características produtivas (massa de 100 grãos, produção de grãos, número de
grãos e eficiência no uso da água) é de 350 a 376 mg dm-3 K2O e níveis de irrigação
entre 50 e 105%.
59
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