universidade estadual paulista

-UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE ENGENHARIA CÂMPUS DE ILHA SOLTEIRA
Curso de Graduação em Agronomia
Relatório Parcial – Projeto Agrisus: 1259/13
Coberturas vegetais e modos de inoculação com Azospirillum brasilense em milho de segunda
época no sistema plantio direto
Discente - Caike de Souza Silva Silvério
Orientador - Prof. Dr. Orivaldo Arf
Ilha Solteira - SP
Outubro de 2014
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1.
RESUMO
O projeto está em desenvolvimento no ano agrícola de 2013/14 em área
experimental da Fazenda de Ensino e Pesquisa pertencente à Faculdade de Engenharia
de Ilha Solteira – UNESP, localizada no município de Selvíria – MS. O solo do local é
do tipo Latossolo Vermelho-Escuro epi-eutrófico álico, textura argilosa, originalmente
sob vegetação de cerrado. A precipitação média anual é de 1370 mm, a temperatura
média anual é de 23,5ºC e a umidade relativa do ar anual média entre 60 e 80%. O
delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições. Cada
bloco foi composto por doze tratamentos, consistindo em três coberturas vegetais
(Crotalária, Braquiária e o consórcio entre as duas) e quatro formas de aplicação de
Azospirillum brasilense (via semente, via pulverização foliar, via semente +
pulverização foliar e ausência de inoculação). A inoculação via pulverização foliar foi
realizada no estádio V4 da cultura do milho. Até o momento as avaliações realizadas
foram população inicial de plantas, massa seca das plantas e teor de N nas folhas.
Palavras-chave: Crotalaria spectabilis, Urochloa ruziziensis, Sistema plantio direto.
3
2.
INTRODUÇÃO
A cultura do milho de segunda época tem expressiva participação na produção
de grãos e fundamental importância no agronegócio brasileiro. A partir da década de 90,
esse cultivo expandiu-se de forma considerável em vários Estados do Brasil,
principalmente no Mato Grosso, Paraná, Mato Grosso do Sul, Goiás, São Paulo e Bahia.
No Brasil, a área cultivada com milho de segunda época foi de 9.182,7 mil hectares (ha)
na safra 2013/14, ocorrendo um acréscimo de 1,5% da área cultivada em relação à safra
anterior (9.046,2 mil ha). Já a produção na safra 2013/14 foi de 48.252,8 mil toneladas,
contra 46.928,9 mil toneladas, representando um incremento de 2,8%, em relação à
safra 2012/13. A produtividade também apresentou um pequeno acréscimo, sendo que
na safra 2012/13 foi de 5.188 kg ha -1, contra 5.255 kg ha-1 da safra 2013/14 mostrando
uma elevação de 1,3% nesse período. (CONAB, 2014).
O sistema plantio direto (SPD) é caracterizado pelo não revolvimento do solo,
a cobertura do solo e a rotação de culturas (PECHE FILHO, 2005). Além desse sistema
proteger o solo do impacto das chuvas de chuva devido ao acúmulo de matérial
orgânico, proporciona melhor fertilidade nas camadas superficiais do solo (COSTA;
GOEDERT; SOUSA, 2006).
Para o desenvolvimento da cultura do milho, o nitrogênio é um nutriente muito
importante por ser requerido em grande quantidade. Porém a adubação nitrogenada tem
um custo elevado (CRUZ et al., 2005). Como alternativa pode-se destacar a utilização
de bactérias fixadoras de nitrogênio (N) como Azospirillum brasilense. Essas bactérias
são endofíticas e além de realizar a fixação biológica do N, são bactérias que produzem
fitohormônios e demonstram antagonismo a agentes patogênicos (ARAÚJO, 2008).
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O objetivo do trabalho é avaliar o efeito das formas de inoculação com
Azospirillum brasilense em sucessão a diferentes coberturas vegetais do solo, a
possibilidade interação entre as formas de inoculação e as coberturas vegetais do solo,
como também, aumentar a eficiência produtiva do milho no cerrado.
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3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1. COBERTURAS VEGETAIS
A escolha das coberturas vegetais que compõe o sistema de produção é
imprescindível para a produção de palha. Pois protege o solo da erosão, contribui para
melhoria da fertilidade, aumenta a infiltração e disponibilidade de água para as plantas,
minimizando os impactos ao ambiente. O sucesso na implantação e no estabelecimento
do SPD está fortemente relacionado com a alta produção de fitomassa nos sistemas de
rotação, sem a qual os objetivos e vantagens dessa forma de cultivo não são alcançados
(ANDRIOLI et al., 2008).
Entre os benefícios desse sistema, o aumento no estoque de carbono orgânico
em comparação ao preparo convencional do solo, é de fundamental importância, uma
vez que contribui diretamente para o aumento na absorção de água e nutrientes para as
plantas, e também possibilita melhorias na estrutura do solo, sendo este efeito restrito às
camadas superficiais e também depende das espécies utilizadas no sistema produtivo.
Nas regiões tropicais e subtropicais, a redução do potencial produtivo dos solos
agrícolas esta relacionado principalmente a erosão e decomposição da matéria orgânica
do solo (BAYER et al., 2004).
O sistema de cultivo é o principal fator que condiciona a velocidade de
decomposição/mineralização da matéria orgânica do solo e dos resíduos vegetais
deixados pelas culturas (AMADO; MIELNICZUK; AITA, 2002). O teor de carbono
orgânico e N total no solo podem ser incrementados ao longo dos anos, e tem sido
observado inicialmente, nas camadas superficiais do solo (BAYER; MIELNICZUK,
1997; BAYER et al., 2004).
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Os benefícios do SPD proporcionado pelo aumento, em longo prazo, da matéria
orgânica estão relacionados a fatores climáticos, tipos de solo e intrínsecos as espécies
utilizadas como cobertura vegetal. Quanto às espécies, a relação carbono/nitrogênio
(C/N), teores de lignina e celulose, presença de fenóis e a carga de nutrientes dos
resíduos
também
influencia
a
taxa
de
decomposição
e
a
relação
imobilização/mineralização (GITTI, 2011).
As coberturas vegetais podem ser uma opção para suprir o N no solo, ao invés
de usar o N mineral. Entre as espécies utilizadas, destacam-se as pertencentes à família
fabaceae. Com menor relação C/N comparativamente às poáceas e sua capacidade de
fixação simbiótica do N2. As fabáceas aumentam a disponibilidade de N no solo, a
absorção de N pelas plantas e a produtividade de milho, podendo contribuir na redução
de aplicação de N mineral. As poáceas contribuem na manutenção de níveis maiores de
matéria orgânica no solo, comparadas às fabáceas, devido a sua alta relação C/N e ao
alto teor de lignina na sua composição, formando húmus de maior estabilidade; porém,
podem apresentar problemas em relação à disponibilidade de N (KAPPES et al., 2012).
3.2. BACTÉRIAS FIXADORAS DE NITROGÊNIO
Existe grande interesse em práticas alternativas que visem a redução na
aplicação e aumento de eficiência na utilização de insumos nas áreas de produção
agrícola. Dentre os processos biológicos que ocorrem na natureza, a fixação biológica
do nitrogênio atmosférico é realizada por um grupo restrito de bactérias, denominadas
diazotróficas. Dentre estas, as do gênero Azospirillum, principalmente a espécie
Azospirillum brasilense, tem sido usada como inoculante em diversas culturas, tais
como: cereais, algodão, cana-de-açúcar, café, braquiárias e outras (REIS, 2007).
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Atualmente o Azospirillum brasilense é comercializado para a cultura do
milho, trigo e arroz (HUNGRIA, 2011). Com respostas benéficas da interação entre
Azospirillum em plantas de trigo (HUNGRIA et al., 2011), milho (QUADROS, 2009),
milheto (BOUTON; ALBRECHT; ZUBERER, 1985), Brachiaria brizantha cv.
Marandu (OLIVEIRA; OLIVEIRA; BARIONI JUNIOR, 2007) e arroz (PEDRAZA et
al., 2009; REICHEMBACK et al., 2011; HAHN et al., 2011). A diversidade de
associação entre espécies e bactéria sugere que não há especificidade, mas sim estirpes
para cada cultura específica.
As bactérias da espécie Azospirillum brasilense são bactérias fixadoras de
nitrogênio. Essas bactérias são de vida livre, sintetizam hormônios vegetais como
citocininas, giberelinas, e auxinas, contribuindo para um maior crescimento de plantas,
maior volume de raízes (A GRANJA, 2013) e controle de patógenos pela produção de
antibiose, sideróforos, além de estimular um mecanismo de resistência à planta, e a
produção de enzimas que podem destruir células bacterianas (WHIPPS, 2011).
Esses microorganismos são capazes de romper a tripla ligação existente na
molécula de nitrogênio atmosférico, transformando este em amônia através da enzima
nitrogenase (BERGAMASCHI, 2006).
Porém, essa fixação biológica do N não supre toda a necessidade da planta e as
bactérias fixadoras podem sofrer influência de temperatura, umidade, oxigênio e
apresentar respostas distintas de acordo com cada híbrido de milho (A GRANJA, 2013).
Os produtos líquidos contendo Azospirillum brasilense podem ser aplicados via
semente ou pulverização. No caso da aplicação via semente, o produto deve ser inserido
após o tratamento das sementes com fungicida, inseticidas e micronutrientes,
considerando que a temperaturas superiores a 35°C, as bactérias ficam mais sensíveis e
a semeadura deve ser realizada em no máximo 24 horas após o tratamento. No caso da
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aplicação ser via pulverização, a aplicação deve ser feita entre os estádios V 4 e V8, com
o dobro da quantidade utilizada via semente na cultura do milho (A GRANJA, 2013).
Também pode ser encontrado no mercado produtos turfosos que são utilizados
para inoculação de sementes, geralmente adicionando substâncias açucaradas para se ter
melhor adesão do produto à semente (HUNGRIA, 2011).
De acordo com Steffens (2010), experimentos com inoculação a campo
revelaram que o gênero Azospirillum sp., além da fixação biológica do nitrogênio,
promove ganhos em rendimento e no aumento da superfície da absorção das raízes da
planta. Isso ocorre porque a inoculação modifica a morfologia do sistema radicular,
alterando o número de radicelas e o diâmetro médio das raízes laterais.
A adubação nitrogenada na cultura do milho constitui importante fração do
custo produtivo. Portanto, a fixação biológica de nitrogênio é crucial para o
fornecimento de nitrogênio a está cultura, minimizando o seu custo de produção além
de, minimizar o impacto ambiental provocado pelo uso de fertilizantes químicos
nitrogenados (ROBERTO; SILVA; LOBATO, 2010).
Assim, a utilização de bactérias fixadoras de nitrogênio é de uso recente para as
culturas monocotiledôneas. Desta forma, objetiva-se a realização de estudos para
identificar se realmente ocorre a fixação nitrogenada, de tal forma que se possa reduzir a
aplicação de fertilizantes nitrogenados, e resulte aumento na produtividade, redução de
custos no plantio, bem como menor impacto ao meio ambiente pela redução da
contaminação do lençol freático pela lixiviação de compostos nitrogenados
(ROBERTO; SILVA; LOBATO, 2010).
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4.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento está instalado no município de Selvíria (MS), em área
experimental da Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão da Universidade Estadual
Paulista (20º 20’ 53” S e 51º 24’ 02” W), com altitude de 335 m. O solo local é do tipo
Latossolo Vermelho distrófico álico e de textura argilosa (EMBRAPA, 2006). O clima
da região, segundo classificação de Koppen, é do tipo Aw, com precipitação pluvial
média anual de 1.330 mm, temperatura média anual de 25 °C e umidade relativa do ar
média anual de 66% (CENTURION, 1982).
O projeto é composto por 12 tratamentos, os quais consistem da combinação
dos fatores: cobertura vegetal e formas de inoculação com Azospirillum brasilense. As
coberturas vegetais são: Crotalária spectabilis, Braquiária ruziziensis e o consórcio
entre as duas. As formas de inoculação com Azospirillum brasilense são: via semente,
via pulverização foliar, via semente + pulverização e ausência de inoculação. A
inoculação via pulverização foi realizada no estádio V4 da cultura do milho.
O delineamento experimental é em blocos casualizados, em esquema fatorial 3
x 4 com quatro repetições. Cada parcela é constituída por 07 linhas de 6m de
comprimento espaçadas 0,45 m entre si. A área útil é constituída de cinco linhas centrais
de cinco metros de comprimento, considerando as linhas laterais como bordadura.
O projeto de pesquisa esta sendo conduzido durante o ano agrícola 2013/14.
No período de verão de 2008/09, 2009/10 e 2010/11 a área foi cultivada com milho e
2011/12 com arroz (Tabela 1). No inverno de 2008/09 a área ficou em pousio e nos anos
agrícolas 2009/10, 2010/11, 2011/12 e 2012/13 foi cultivada com milheto e crotalária
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para a rotação de culturas e produção de palha no SPD, permanecendo por quatro anos
agrícolas no mesmo local de cultivo.
Tabela 1. Histórico da área experimental durante os anos agrícolas 2008/09, 2009/10,
2010/11, 2011/12 e 2012/13. Selvíria, MS, Brasil, 2013.
Ano Agrícola
2008/09
2009/10
2010/11
2011/12
2012/13
Primavera
Pousio
Milheto / Crotalária
Milheto / Crotalária
Milheto / Crotalária
Milheto / Crotalária
2013/14 (Projeto)
Soja
Estação
Verão
Milho
Milho
Milho
Arroz
Arroz
Braquiária /
Crotalária
Inverno
Pousio
Pousio
Pousio
Feijão
Feijão
Milho (Projeto)
A área foi ocupada com soja de outubro de 2013 até janeiro de 2014. As plantas
de cobertura (Crotalaria spectabilis e Urochloa ruziziensis) foram semeadas no dia 6 de
fevereiro de 2014. A dessecação das coberturas vegetais foi realizada no dia 01 de abril
de 2014. O manejo no SPD foi restrito somente a desintegração mecânica da cobertura
vegetal.
Foi utilizado o híbrido DKB 390 PRO 2D, as sementes foram tratadas pela
empresa produtora das sementes com 0,2 ml de deltametrina, 0,8 ml de pirimifósmetilico, 3,75 ml de fludioxonil, 1,5 ml de metalaxil-M, 0,14 de polioxietileno aquil
fenol éter para cada 100 kg de semente. A semeadura foi realizada no dia 24 de abril de
2014. Em parte das sementes (tratamento com inoculação) foi realizada a inoculação
com Azospirillum brasilense na dose de 100 ml de inoculante para cada 10 kg de
semente, e logo após se realizou a semeadura em solo com boa umidade.
A aplicação via foliar foi realizada no dia 17 de maio de 2014 quando o milho
se encontrava no estádio V4, a aplicação foi realizada no final da tarde, proporcionando
melhores condições para a bactéria.
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A adubação básica nos sulcos de semeadura foi realizada no dia 20 de maio de
2014 na dose de 50 kg ha-1, utilizando o sulfato de amônio como fonte. A adubação foi
calculada de acordo com as características químicas do solo, levando em consideração
as recomendações de Cantarella e Furlani (1997). O manejo fitossanitário e o controle
de plantas daninhas foram realizados com produtos específicos e registrados para a
cultura. A colheita foi realizada manualmente no dia 16 de setembro de 2014.
Foram realizadas as seguintes avaliações na cultura do milho:
-População inicial de plantas:
A população inicial foi determinada no início do desenvolvimento da cultura,
mediante a contagem das plantas presentes na área útil das parcelas. Os valores obtidos
foram extrapolados em plantas ha-1.
-Massa seca das plantas:
Por ocasião do florescimento pleno das plantas, foram coletadas 5 plantas em
local pré-determinado na área útil de cada parcela, em seguida foram levadas ao
laboratório onde foram acondicionadas em sacos de papel devidamente identificados e
colocados em estufa de ventilação forçada à temperatura média de 60 a 70ºC, até atingir
massa constante.
-Teor de N nas folhas:
Por ocasião do florescimento feminino, foi retirado o terço central do limbo da
folha abaixo e oposta à espiga (MALAVOLTA, 2006) em 5 plantas por parcela. Após
secagem em estufa com circulação forçada de ar 60-70ºC, por 72 horas, foram moídas
em moinho tipo Wiley e em seguida submetida à digestão sulfúrica, conforme
metodologia proposta por Malavolta et al. (1997).
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Serão realizadas as seguintes avaliações na cultura do milho:
- População final de plantas:
A população final de plantas será determinada no momento da colheita das
espigas da cultura, mediante a contagem das plantas presentes na área útil das parcelas.
Os valores obtidos serão extrapolados em plantas ha-1.
- Altura de planta:
A determinação da altura média de planta será realizada quando 50% das
plantas apresentarem espigas com grãos pastosos (RITCHIE; HANWAY; BENSON,
2003). Será obtida pela medição do comprimento do colmo (distância entre a superfície
do solo e a base da folha ―bandeira) com auxílio de régua graduada.
- Altura de inserção de espiga:
A altura média de inserção de espiga será obtida pela distância entre a
superfície do solo e o ponto de inserção da espiga principal com o colmo, com auxílio
de régua graduada. Será realizada quando a maioria das plantas apresentarem espigas
com grãos pastosos (RITCHIE; HANWAY; BENSON, 2003), considerando as mesmas
plantas utilizadas na determinação da altura média de planta, com os resultados
expressos em centímetros.
- Diâmetro de colmo:
Será considerado o diâmetro do segundo internódio a partir da base da planta, o
qual foi mensurado pelo uso de paquímetro digital, modelo CD-6 CSX-B (Mitutoyo Sul
Americana®), com os resultados expressos em milímetros. Serão consideradas as
mesmas plantas utilizadas na obtenção da altura média de planta e de inserção de
espiga.
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- Massa de cem grãos (g):
Na ocasião da colheita após a trilha das parcelas colhidas serão quantificadas a
valor da massa de cem grãos com umidade corrigida para 13% de base úmida.
- Produtividade (kg ha-1):
As espigas serão retiradas das plantas da área útil de cada parcela e secarão à
pleno sol. Após a secagem, as mesmas serão submetidas à trilha mecânica, será
determinada a massa dos grãos e os dados serão transformados em kg ha -1 (umidade de
13% base úmida).
Os resultados obtidos nas avaliações foram submetidos ao teste F da análise de
variância. Ao apresentar resultado significativo pelo teste F, será realizada a comparação
de médias pelo teste de Tukey para as coberturas vegetais e formas de inoculação com
Azospirillum brasilense. O programa estatístico utilizado nas análises estatística será o
Sisvar (FERREIRA, 2008).
14
5.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A emergência das plântulas de milho ocorreu no dia 30 de abril de 2014, aos 5
dias após a semeadura (DAS). Já a floração ocorreu aos 146 DAS, no dia 7 de julho de
2014.
Tabela 2. População inicial (PI), Massa seca das plantas (MSP) e teor de nitrogênio
foliar (TN) em função da cobertura vegetal e inoculação de sementes com
Azospirillum brasilense no milho de segunda época. Selvíria, MS, Brasil,
2013/14.
PI
MSP
TN
plantas ha-1
g planta-1
g kg-1
Cobertura vegetal (C)
Braquiária
Crotalária
Consórcio
Inoculação (I)
59.714
62.679
59.323
92
96
90
28,9
23,5
26,9
Ausência
62.795
92
19,9
Semente (S)
59.400
95
29,7
Foliar (F)
65.631
88
26,1
S+F
54.462
96
30,0
C
0,43ns
0,69ns
1,43ns
Teste F
I
2,22ns
0,71ns
3,16ns
DMS (5%)
CxI
C
I
0,17ns
-
1,77ns
-
0,79ns
-
Média geral
60.572
93
26,4
CV (%)
18,46
15
30,2
Tratamentos
ns
– não significativo; DMS – diferença mínima significativa pelo teste de Tukey; CV –
coeficiente de variação.
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Analisando a Tabela 2, é possível observar que a população inicial de plantas
não foi influênciada pelas coberturas vegetais. Pode-se notar também que não houve
diferença estatística na população inicial pelos diferentes tipos de inoculação, assim
como Francisco et al. (2012) que da mesma forma não constataram diferença na
população inicial no tratamento em que as sementes de milho foram inoculadas com
Azospirillum brasilense.
Do mesmo modo não foi possível notar diferença significativa entre os
tratamentos na matéria seca de plantas pelas coberturas vegetais. Pelá et al. (2010) da
mesma forma também não notaram essa influência, obtendo um valor inferior para
Crotalaria spectabilis (5.197 kg ha-1) e um valor superior para Urochloa Decumbens
(6.383 kg ha-1). De acordo com Alvarenga et al. (2001), para uma boa cobertura do solo,
são necessários aproximadamente 6000 kg ha-1 de matéria seca, mostrando assim que as
espécies foram eficientes em termos de matéria seca produzida.
As distintas formas de inoculação não influenciaram signitivamente na matéria
seca, ao contrário de Portugal et al. (2013) em que o tratamento com a inoculação via
foliar influenciou de forma negativa, onde a presença da bactéria diminuiu o acúmulo de
matéria seca nas plantas.
No teor de N foliar também não houve diferença entre os tratamentos. Já
Francisco et al. (2012) observaram que com a inoculação via foliar da bactéria
Azospirillum brasilense houve um aumento no teor do nutriente na planta. Da mesma
forma Portugal et al. (2012) verificaram aumento no teor de N na planta na presença da
bactéria. O aumento no teor do nutriente pode ter ocorrido devido a fixação biológica de
N, como também pode ser resultado do aumento do volume no sistema radicular que as
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bactérias provocam na planta, isso permite que a planta explore um maior volume de
solo e, consequentemente, aumente os teores de N nas folhas.
Mesmo a diferença estatística não sendo significativa, pode-se observar o
incremento de 1,1% no teor de N foliar para o tratamento com inoculação na semente e
2,1% no tratamento em que a inoculação foi feita via semente e foliar comparado com a
testemunha em que não houve inoculação com Azospirillum brasilense. Isso indica que
pode ter ocorrido contribuição da bactéria na fixação biológica de nitrogênio ou através
da produção de hormônios (RAO; CHARYULU, 2005) pela bactéria que pode ter
auxiliado a planta na absorção de outros nutrientes do solo.
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6.
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23
7.
ANEXOS
Figura - Milho híbrido com sementes tratadas e semeadura do milho no sistema plantio
direto.
Figura - Emergência das plântulas de milho e o desenvolvimento inicial da cultura no
SPD.
24
Figura - Adubação em cobertura realizada no milho utilizando sulfato de amônio.
Figura - Estádio de embonecamento e início da polinização do milho.
25
Figura - Espiga atacada por maritacas e ensacamento das espigas para prevenir danos à
cultura nas plantas da área útil das parcelas.