Avaliação de Lâminas de Água na Cultura do Milho, no Norte de Minas Gerais Paulo Henriques(1), Patrick M. Aguiar(1), Iran D. Borges(2), Gleidson F. Domingos(1), Alceu B. A. Júnior(1) e Rodrigo C. Coutinho(1) (1) Graduandos da Universidade Estadual de Montes Claros, Caixa Postal 91, Janaúba/MG, CEP 39440-000; e-mail: [email protected] (2) Prof. DSc. UFSJ, campus Sete Lagoas/MG; e-mail: [email protected] Apoio: FAPEMIG Revisão Bibliográfica A água participa da fotossíntese para produção de energia, regula a temperatura da planta, transporta nutrientes e atua na sustentação dos órgãos vegetais. Por essas e outras características ela é de fundamental importância na produção vegetal. A disponibilidade de água para a planta pode estar relacionada à capacidade de armazenamento do solo, à profundidade do sistema radicular e às fontes de entrada (precipitação e irrigação) e saída (percolação e escoamento). Desses fatores, a irrigação se destaca como relevante alternativa para o fornecimento de água, seja de forma suplementar ou integral. A cultura do milho necessita de uma média de 2.100 a 2.200 ou mais de graus dias para seu desenvolvimento vegetativo, sendo a temperatura média para a cultura de 24°C a 32°C. Porém, quando a disponibilidade de água no solo for baixa, a temperatura ótima para seu crescimento fica abaixo de 27°C (BISCARO et al., 2008). Segundo critério agronômico de tolerância à seca, o milho é considerado cultura relativamente sensível ao déficit hídrico, principalmente se ele ocorre durante o período crítico de pré-floração e floração, no período compreendido entre os 3º e 5º estádios, ou seja, com 85 a 90% da área foliar e florescimento até o estádio de enchimento dos grãos (FANCELLI & DOURADO NETO, 2004). Já Shaw (1977), analisando os resultados por diferentes autores, concluiu que o consumo médio de água pelo milho varia de 410 a 610 mm. Doorenbos & Kassan (1994) sugerem que o milho é relativamente tolerante aos déficits hídricos durante os períodos vegetativos e de maturação e afirmam que uma cultivar de milho de ciclo médio requer de 500 a 800 mm de água, dependendo do clima. Fancelli & Dourado Neto (1996) sugerem que há exigência mínima de 300 a 350 mm de água, bem distribuídos durante o ciclo da cultura, para uma produção satisfatória sem o uso de irrigação. O milho irrigado pode ser uma opção bastante interessante principalmente na entre safra, sendo que sua produtividade pode ser superior de 30 a 40% em relação à área de sequeiro (BORGES, 2003). Santos et al. (2001), avaliando o monitoramento localizado da produtividade de milho cultivado sob irrigação, verificaram produtividade média de 9,5 t / ha, ficando acima da média nacional para o cultivo de sequeiro. Doenças e pragas podem surgir como conseqüência do menor desenvolvimento da cultura quando submetida a déficit hídrico, dentre elas o enfezamento vermelho. Essa doença é causada por um fitoplasma (“maize bushy stunt phytoplasma”), organismo restrito ao floema das plantas infectadas, e transmitida pela cigarrinha Dalbulus maidis. A importância dessa doença aumentou muito nos últimos anos, devido principalmente aos cultivos “safrinha”, que perpetuam o milho, os patógenos e o vetor no campo durante o ano todo. As plantas doentes exibem redução de XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1122 crescimento, avermelhamento ou amarelecimento, proliferação excessiva de espigas pequenas e improdutivas, além de outros sintomas. No entanto, esses sintomas dependem do agente causal, condições climáticas e genótipo do milho. A diagnose correta tem sido feita por testes de ELISA (“enzyme-linked immunosorbent assay”) e por PCR (“polymerase chain reaction”), devido à complexidade da sintomatologia. Nas áreas onde ocorrem, o controle dessa doença baseia-se principalmente no uso de genótipos resistentes de milho (MASSOLA, 2001). A exigência hídrica do milho é variável, dependendo dos fatores climáticos reinantes no período de desenvolvimento, da variedade e do estádio da cultura. Se houver deficiência hídrica uma semana após surgirem anteras, pode ocorrer uma queda de 50% na produção (DOORENBOS, 2000). No Norte de Minas, onde as chuvas são no verão e concentradas, podendo ocorrer veranico e havendo déficit hídrico em parte do ano, há a necessidade de uso de irrigação para obter produções viáveis. Sendo assim, o experimento teve como objetivo avaliar a influência de diferentes lâminas de água na cultura do milho. Material e Métodos O experimento foi conduzido no período de 28 de Julho a 13 de Novembro de 2009, na fazenda experimental da Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES), localizada em Janaúba/MG, situada sob as coordenadas geográficas 43º 18’ 31” W e 15º 47’ 50” S e altitude de aproximadamente 516 metros, cujo solo é um Latossolo Vermelho eutrófico. A pluviosidade média da região é de aproximadamente 870 mm, temperatura média anual de 24 °C, insolação de 2.700 horas anuais, umidade relativa média de 65% e clima Aw (tropical chuvoso, savana com inverno seco) segundo a classificação de Köpen. Durante a condução do experimento a temperatura média foi de 27,0°C, a umidade relativa média do ar foi de 55,5% e a precipitação total foi de 262 mm, com chuvas concentradas no estádio de grão leitoso-pastoso . A evapotranspiração de referência (Eto) foi obtida pelo método de Hargreaves-Samani e teve como valor 523 mm ou 5,13 mm/dia. O sistema de irrigação utilizado foi o de aspersão convencional, com aspersores espaçados de 12 metros na linha e 18 metros entre as linhas de irrigação. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com oito repetições, considerando quatro lâminas de água por ciclo (lâmina aplicada + precipitação): 1155 mm, 813 mm, 700 mm e 449 mm. Após o plantio, todas as parcelas tiveram a umidade do solo elevada à capacidade de campo, quando a partir de então foram aplicados os tratamentos. O manejo da irrigação foi feito baseado na coleta diária dos dados das lâminas aplicadas e da precipitação, com auxílio de coletores posicionados na linha de irrigação à altura do dossel, e na evaporação do tanque de classe A, dados esses utilizados na estimativa da lâmina de irrigação e tempo de funcionamento dos aspersores. As parcelas foram irrigadas até o ponto de colheita para silagem, grãos no ponto farináceo (CARDOSO & SILVA, 1995). A cultivar de milho utilizada foi o híbrido duplo AG-1051, de ciclo semi-precoce. A parcela experimental constou de 4 linhas de 5 metros, espaçadas de 0,9 metros. Adotou-se a densidade de 67000 plantas por hectare, aferida com desbaste realizado quando a plantas estavam com 3 a 4 folhas totalmente expandidas. Para efeito de coleta de dados foram utilizadas as duas linhas centrais de cada parcela. Foram avaliadas as seguintes características: altura de plantas, diâmetro do caule, área foliar, número de espigas, número de plantas, matéria verde e seca das plantas e porcentagem de plantas doentes (enfezamento vermelho). Para altura e diâmetro utilizou-se como amostra 6 plantas por parcela. A altura foi medida pela distância da última folha XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1123 ao solo. O diâmetro do caule foi medido no terço médio da planta. A área foliar das plantas foi determinada pela multiplicação da largura máxima pelo comprimento da folha vezes o fator 0,75. Foi feita a contagem de espigas e plantas e para matéria verde foram coletadas e pesadas as plantas existentes em 3 metros por parcela. Em seguida, as plantas foram trituradas, a amostra foi retirada, pesada e levada à estufa de 65 °C até peso constante para determinação da matéria seca. A porcentagem de plantas doentes foi obtida pela relação entre o número de plantas sobreviventes com sintomas de enfezamento vermelho e o nº total de plantas nas parcelas. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância com o auxílio do programa estatístico SISVAR (FERREIRA, 2000) e, para as diferenças significativas identificadas pelo teste F, foi aplicado o teste de comparação de médias de Scott-Knott (p ≤ 0,05), e também feita avaliação por análise de regressão, com ajuste de curvas representativas para cada uma das características avaliadas. Resultados e Discussão Foi observado efeito significativo para altura de plantas, área foliar, número de espigas e de plantas, matéria seca, matéria verde e porcentagem de plantas doentes, indicando que houve influência da lâmina de água aplicada durante o ciclo. Não houve influência significativa das lâminas aplicadas sobre o diâmetro de plantas (Tabela 1). Maia et al. (2006), avaliando diferentes tempos de aplicação de água via gotejamento, observou que a altura de plantas e o diâmetro do colmo não mostraram diferenças significativas. Tabela 1. Resumos das análises de variância para altura de plantas (ALT), em metros, diâmetro do caule (DIAM), em centímetros, matéria verde (MV) e matéria seca (MS), em kg ha-1, número de espigas (N ESP) e de plantas (N PL), por hectare, área foliar (AF), em cm2 por planta, e porcentagem de plantas doentes (DOE), de plantas de Milho (Zea mays L.), cultivar AG1051, em quatro lâminas de água (449, 700, 813 e 1155 mm ciclo-1). Janaúba, MG, 2009. FV GL Lâmina Erro Total CV% Média 3 28 31 Alt 0,464** 0,012 Diam 0,05NS 0,04 Af 3623917** 299892 N Esp 1,4E+0009** 78017484 QM Mv 4,0E+0009** 273346594 Ms 987502534,1** 35058169,9 Doe 1651,36** 17,91 N Pl 2.1E+0009** 102755806 7,15 1,51 18,80 1,07 17,12 3198 20,51 43055 20,31 81389 19,25 30765 15,45 27,40 17,59 57639 NS (Não-significativo); ** (Significativo à 1% de probabilidade). Com os resultados apresentados na Tabela 1A pode-se inferir que a lâmina de 813 mm foi a que proporcionou melhor desempenho das plantas de milho para as características avaliadas, e que a lâmina de 1155 mm é excessiva para a cultura, não incrementando ou até prejudicando as características avaliadas. Tabela 1A. Diferenças significativas das médias de altura de plantas (ALT), diâmetro de caule (DIAM), matéria verde (MV) e matéria seca (MS), número de espigas (ESP), área foliar (AF), e porcentagem de plantas doentes (DOE), obtidas em plantas de Milho (cultivar AG1051), submetidas a quatro lâminas de água (449, 700, 813 e 1155 mm ciclo). Janaúba, MG, 2009. XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1124 Lâmina d’água (mm) 449 700 813 1155 ALT 1,15 b 1,64 a 1,59 a 1,65 a DIAM 0,98 a 1,03 a 1,12 a 1,14 a AF 2560 b 3685 a 3867 a 2681 b N ESP 24074 b 43518 a 54167 a 50463 a MV 48333 b 95555 a 87222 a 94444 a MS 14368 b 36150 a 38703 a 33838 a DOE 45,84 d 30,62 c 12,42 a 20,71 b N PL 33796 b 61111 a 68518 a 67130 a Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). Observou-se comportamento quadrático da altura das plantas em função da lâmina aplicada sendo os valores máximos, estimados pela equação de regressão, obtidos com a lâmina de 984,5 mm por ciclo (Figura 1). Araujo et al. (1999) obteve um arranjo linear entre a altura de plantas e lâmina de irrigação, utilizando lâminas que variaram de 354 a 519 mm. A área foliar, em função da lâmina de água, teve comportamento quadrático, com valores máximos, estimados pela equação de regressão, obtidos na lâmina de 811,5 mm por ciclo (Figura 2), a partir de quando acréscimos na lâmina de água proporcionam decréscimos na área foliar. Por ser uma espécie de metabolismo C4, o milho tende a expressar sua elevada produtividade quando a máxima área foliar coincidir com a maior disponibilidade de radiação solar, desde que não haja déficit hídrico. Essa condição permite a máxima fotossíntese possível, porém aumenta a necessidade hídrica da cultura, já que o elevado fluxo energético incidente também eleva a evapotranspiração. Durante o florescimento há uma necessidade em torno de 7 mm por dia de água, quando este ocorre próximo ao solstício de verão, que é o período de máxima radiação solar. Com 67 mil plantas por hectare, um híbrido precoce de milho necessita de uma média de 650 mm de água em todo o ciclo (BERGAMASCHI et al., 2006). ALTURA ÁREA FOLIAR 1,8 4000 1,7 3800 3600 Área foliar (cm2) Altura (m) 1,6 1,5 1,4 2 Ŷ = - 0,191029 + 0,003938 X - 0,000002 X ; 1,3 2 R = 0,93 P Max 984,5 mm 1,2 3200 3000 2800 2 Ŷ = - 2597,9283 + 15,8624 X - 0,0097 X ; 2600 2400 1,1 2 R = 0,99 P Max 811,46 mm 2200 2000 1 400 3400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Lâmina de água (mm) observado estimado Figura 1: Médias para altura de plantas de milho em função da lâmina de água aplicada durante o ciclo. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Lâminas de água (mm) observado estimado Figura 2: Médias para área foliar de plantas de milho em função da lâmina de água aplicada durante o ciclo. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. Observou-se comportamento quadrático do número de espigas em função da lâmina aplicada sendo os valores máximos, estimados pela equação de regressão, obtidos com a lâmina de 971,89 mm por ciclo (Figura 3). Araujo et al. (1999) obteve um arranjo linear entre o número de espigas e lâmina de irrigação, utilizando lâminas que variaram de 354 a 519 mm. XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1125 MATÉRIA VERDE 110000 55000 100000 50000 90000 Matéria verde (kg/ha) Nº de espigas / ha NÚMERO DE ESPIGAS 60000 45000 40000 35000 30000 2 Ŷ = - 52661,0864 + 220,690121 X - 0,113536 X ; 25000 2 R = 0,97 P Max 971,89 mm 20000 70000 60000 2 Ŷ = - 73205,714535 + 357,629156 X - 0,184751 X ; 50000 40000 2 R = 0,90 P Max 967,87 mm 30000 15000 10000 400 80000 20000 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Lâminas de água (mm) observado estimado Figura 3: Médias para número de espigas de milho em função da lâmina de água aplicada durante o ciclo. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Lâminas de água (mm) observado estimado Figura 4: Médias para matéria verde de plantas de milho em função da lâmina de água aplicada durante o ciclo. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. Para matéria verde e para matéria seca, também se observou comportamento quadrático em função da lâmina aplicada por ciclo, sendo os valores máximos obtidos com as lâminas de 967,87 mm e 913,92 mm, respectivamente (Figuras 4 e 7). Isso permite inferir que para produção de massa de plantas de milho a lâmina média por ciclo esteja em torno de 940,89 mm ou 8,71 mm/dia. Em termos de lâmina líquida (considerando a Eto) isso corresponde a 3,58 mm/dia. A menor lâmina de água correspondente a 449 mm resultou em um déficit hídrico de 74 mm durante o ciclo. Costa (1998), estudando a produção de matéria seca de cultivares de milho sob diferentes níveis de estresse hídrico observou que o estresse aplicado no estádio vegetativo reduziu o conteúdo relativo de água, área foliar e também matéria seca da parte aérea das plantas. A porcentagem de plantas com sintomas de enfezamento vermelho também apresentou comportamento quadrático em função da lâmina aplicada sendo os valores mínimos, estimados pela equação de regressão, obtidos com a lâmina de 963,41 mm por ciclo (Figura 6), que pode estar relacionado a uma maior resistência da planta devido a uma maior absorção de nutrientes induzido por um maior fluxo de água no sistema radicular, resultando em uma maior formação de metabólitos necessários para o bom desenvolvimento da planta. Observou-se comportamento quadrático do número de plantas sobreviventes em função da lâmina aplicada sendo os valores máximos, estimados pela equação de regressão, obtidos com a lâmina de 972,94 mm por ciclo (Figura 5). A lâmina de 449 mm afetou negativamente o número de plantas por hectare. Esta mortalidade de plantas pode ter sido influenciada pela época de imposição dos tratamentos, logo após a emergência das plantas, em que há uma menor resistência ao déficit hídrico. XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1126 PLANTAS DOENTES (ENFEZAMENTO VERMELHO) 50 70000 45 60000 50000 40000 2 Ŷ = - 59379,576078 + 269,575830 X - 0,138537 X ; 30000 20000 2 R = 0,99 P Max 972,94 mm 2 Ŷ = 125,510370 - 0,227364 X + 0,000118 X ; 2 R = 0,87 40 P Min 963,41 mm 35 30 25 20 15 10 10000 5 0 0 400 Plantas doentes (%) Nº de plantas / ha NÚMERO DE PLANTAS 80000 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 300 400 500 observado 600 700 800 900 1000 1100 1200 Lâminas de água (mm) Lâmina de água (mm) observado estimado Figura 5: Médias para número de plantas de milho sobreviventes em função da lâmina de água aplicada. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. estimado Figura 6: Médias para porcentagem de plantas doentes de milho em função da lâmina de água aplicada. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. MASSA SECA 45000 Massa seca (kg ha-1) 40000 35000 30000 25000 20000 2 Ŷ = - 60578,9586 + 221,818651 X - 0,121356 X ; 2 R = 0,99 15000 P Max 913,92 mm 10000 5000 0 400 500 600 700 800 900 1000 Lâmina de água (mm) observado estimado 1100 1200 Figura 7: Médias para massa seca de plantas de milho em função da lâmina de água aplicada. UNIMONTES, Janaúba, MG, 2009. O fato das características avaliadas apresentarem comportamento quadrático em relação à lâmina d’água demonstra que tanto o excesso quanto a falta de água podem limitar o desenvolvimento do milho. A baixa disponibilidade de água expressa na lâmina de 449 mm refletiu em menor área foliar e, consequentemente, em menores valores de matéria verde e seca, XXVIII Congresso Nacional de Milho e Sorgo, 2010, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo. CD-Rom 1127 número de espigas e altura de plantas, relacionados possivelmente a uma menor produção de fotoassimilados. Uma possível explicação para a resposta das características em função da aplicação de lâminas crescentes de água seria que, à medida que aumenta a quantidade de água aplicada, aumenta o fluxo de massa no solo, favorecendo o transporte de nutrientes para o sistema radicular, até um ponto em que a quantidade de água em excesso começa a favorecer a lixiviação e uma diluição dos nutrientes no sistema radicular, diminuindo a quantidade de nutrientes por volume de água absorvido nas células da raiz, afetando negativamente as características avaliadas. A quantidade de água aplicada em excesso reduz a percentagem de ar presente no solo e com isto o oxigênio. Este mecanismo afeta muito o desenvolvimento das raízes e sobrevivência de microorganismos que necessitam de oxigênio. Vários efeitos surgem como a redução da fixação de nitrogênio por bactérias pois a água expulsa o ar que contém nitrogênio; diminuição da nitrificação e aumento da desnitrificação levando à maiores perdas de N por difusão gasosa (LIMA, 2006). Conclusões A lâmina de 813 mm foi a que proporcionou melhor desempenho das plantas de milho. Matéria Verde, Matéria Seca, Área Foliar, Nº de Espigas, Nº de Plantas e Altura de Plantas tem comportamento quadrático em função da lâmina de água aplicada por ciclo na cultura do milho, crescendo até um ponto máximo e decrescendo posteriormente. A lâmina de 1155 mm foi excessiva para a cultura, provocando redução da área foliar. Literatura Citada ARAUJO, W. F; SAMPAIO, R. A.; MEDEIROS, R. D. Irrigação e adubação nitrogenada em milho. 1999. Disponível em http://www.scielo.br. Acesso em 10/04/2010. BERGAMASCHI, H.; DALMAGO, G.A.; COMIRAN, F.; BERGONCI, J.I.; MULLER, A.G.; FRANÇA, S.; SANTOS, A.O.; RADIN, B.; BIANCHI, C.A.M.; PEREIRA, P.G. 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