DISSERTAÇÃO DANIEL J - Versão Publicação - udesc

DANIEL JOÃO DALL’ORSOLETTA
FÓSFORO MICROBIANO NO SOLO E
DISPONIBILIDADE PARA AS PLANTAS
Dissertação apresentada ao
Curso de Pós-graduação em
Ciência
do
Solo
da
Universidade do Estado de
Santa Catarina, como requisito
parcial para obtenção do grau
de Mestre em Ciência do Solo.
Orientador:
Dr. Luciano Colpo Gatiboni
Co-orientadores:
Dr. Paulo Cesar Cassol
Dra. Analu Mantovani
LAGES, SC
2014
D144f
Dall’Orsoletta, Daniel João
Fósforo microbiano no solo e disponibilidade para as plantas / Daniel
João Dall’Orsoletta. – Lages, 2014.
74 p.: il.; 21 cm
Orientador: Luciano Colpo Gatiboni
Coorientador: Paulo Cesar Cassol
Coorientadora: Analu Mantovani
Bibliografia: p. 61-72
Dissertação (mestrado) – Universidade do Estado de
Santa Catarina, Centro de Ciências Agroveterinárias, Programa de
Pós-Graduação em Ciência do Solo, Lages, 2014.
1. Fósforo. 2. Biomassa microbiana do solo. 3. Dejeto líquido de
suíno. 4. Inibidor da nitrificação.
I. Dall’Orsoletta, Daniel João. II. Gatiboni, Luciano Colpo. III.
Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de PósGraduação em Ciência do Solo. IV. Título
CDD: 631.81 – 20.ed.
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Setorial do CAV/ UDESC
DANIEL JOÃO DALL’ORSOLETTA
FÓSFORO MICROBIANO NO SOLO E
DISPONIBILIDADE PARA AS PLANTAS
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em
Ciência do Solo da Universidade do Estado de Santa Catarina,
como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em
Ciência do Solo.
Banca Examinadora
Orientador(a): ________________________________
Prof. Dr. Luciano Colpo Gatiboni
Universidade do Estado de Santa Catarina
Co-Orientador(a): _____________________________
Prof. Dr. Paulo Cezar Cassol
Universidade do Estado de Santa Catarina
Co-Orientador(a): _____________________________
Prof. Dr. Analu Mantovani
Universidade do Oeste de Santa Catarina
Membro: ____________________________________
Prof. Dr. Alvaro Luiz Mafra
Universidade do Estado de Santa Catarina
Lages, SC, 14/07/2014
Dedico: A minha família, por ser a
base forte de onde tiro forças para
seguir adiante.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pelo humor e criatividade, sem os
quais não teria forças para enfrentar os desafios a mim
impostos.
À minha família que incentivou a buscar a realização de
meus sonhos e me compreendeu relevando minha ausência.
Aos amigos, os quais me apoiaram e acompanharam
nesta jornada, tornando possível e divertida esta realização em
especial, a Fernando Panison, Cleber Rech e Anderson Vagner.
As bolsistas de iniciação científica Joice Heidemann e
Bruna Arruda pela colaboração, auxílio, paciência e amizade.
Aos voluntários June Ane Favaretto, Jhonathan Orsolin
e Jéssica Diandra Stringari, pelo interesse em ajudar e a
dedicação no trabalho.
Aos colegas de laboratório que pela convivência diária
se tornaram muito mais que colegas, em especial a Luciana
Patrícia Dias, Djalma Eugênio Shmitt, Gustavo Boitt, Jéssica
Kaseker, Alessandra Sá, Wagner Sacomori, Letícia Moro e
Clovisson Menotti Boeira de Oliveira.
Ao Prof. Luciano Colpo Gatiboni que confiou em meu
trabalho e foi muito mais que apenas Orientador.
À Laís Villa Demétrio por ser meu porto seguro e tornar
meus dias mais belos.
Ao Programa de Pós-graduação em Ciência do Solo e
seus professor, pelos ensinamentos adquiridos e a dedicação na
arte da docência.
A CAPES pela concessão de bolsa de estudo, ao CNPq
por financiar o projeto de pesquisa e a UDESC por fornecer
ensino gratuito e de qualidade.
Às demais pessoas que contribuíram de alguma forma
para a realização deste trabalho.
“A natureza não mente jamais.”
Arthur Schopenhauer
RESUMO
DALL’ORSOLETTA, Daniel João. Fósforo microbiano no
solo e disponibilidade para as plantas. 2014. 74f. Dissertação
de Mestrado em Ciência do Solo. Área: Fertilidade e Química
do solo. Universidade do Estado de Santa Catarina – Centro de
Ciências Agroveterinárias, Lages, 2014.
O fósforo da biomassa microbiana (Pm) é o mais dinâmico
compartimento de fósforo orgânico do solo e sensível às
modificações do manejo deste. A dinâmica e disponibilidade
do Pm em área sob sistema plantio direto com aplicação de
dejeto suíno e inibidor da nitrificação ainda são em grande
parte desconhecidas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a
variação no conteúdo de Pm em solo adubado com diferentes
fontes de nutrientes e inibidor da nitrificação durante o cultivo
do milho e a disponibilidade desse compartimento para as
plantas. Para isso foram conduzidos dois experimentos. No
primeiro foi avaliado o Pm durante o cultivo de milho em um
Cambissolo Húmico de Lages, SC adubado com adubo mineral
ou dejeto de suínos, ambos com e sem inibidor da nitrificação.
No segundo experimento foi avaliada em casa de vegetação a
absorção de fósforo por plantas de trigo cultivadas em solo
submetido ou não à aplicação de biocida para causar a morte da
biomassa microbiana do solo e forçar a liberação de Pm em
Nitossolo Bruno de Lages, SC. O Pm varia naturalmente
durante o cultivo em resposta às flutuações da atividade
microbiana, que por sua vez é afetada por condições edáficas e
ambientais. No solo estudado, com alto teor de matéria
orgânica e fósforo disponível, as diferentes fontes de
nutrientes, bem como a utilização de inibidor da nitrificação
não alteraram os teores de fósforo microbiano. A morte da
biomassa microbiana por ação de biocida não se traduziu em
aumentos relevantes de P absorvido pelo trigo, em um período
de sete dias.
Palavras-chaves: fósforo, biomassa microbiana do solo, dejeto
líquido de suíno, inibidor da nitrificação.
ABSTRACT
DALL'ORSOLETTA, Daniel João. Microbial phosphorus in
soil and its availability to plants. 2014. 74f. Master Thesis in
Soil Science. Area: Soil Fertility and Chemistry. Santa Catarina
State University - Agroveteriny Sciences Center, Lages, 2014.
The microbial biomass phosphorus (Pm) is the most dynamic
compartment of soil organic phosphorus and it is sensitive to
changes in the soil management. The dynamic and availability
of Pm in soils under no-tillage with application of swine
manure and nitrification inhibitors are still largely unknown.
The objective of this study was to evaluate the variation of Pm
in soil fertilized with nutrient sources and nitrification inhibitor
during corn cultivation, and to determinate the availability of
Pm to plants in a greenhouse experiment. Two experiments
were conducted in Lages, Southern Brazil, and in the first one,
it was evaluated in a field experiment the Pm during corn
growth on a Cambissol fertilized with mineral fertilizer or pig
slurry, both with and without use of nitrification inhibitor. In
second experiment, in a greenhouse, it was evaluated the
phosphorus uptake by wheat in a Nitisol submitted or not to
the application of biocide to cause the death of the soil
microbial biomass and force the release of Pm. The Pm varies
naturally during cultivation in response to fluctuations in
microbial activity, which in it turn is affected by soil and
environmental conditions. In the studied soil, because of high
organic matter content and available phosphorus, the different
sources of nutrients as well as the use of nitrification inhibitor
did not alter the levels of microbial phosphorus. The death of
microbial biomass did not increase P uptaked by wheat in a
period of seven days.
Key-words: phosphorus, soil microbial biomass, liquid swine
manure, nitrification inhibitor.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Características químicas da camada de 0-20 cm de
profundidade de um Cambissolo Húmico Alumínico onde foi
conduzido o experimento. ...................................................... 32
Tabela 2. Composição do dejeto líquido de suínos determinado
em base úmida e quantidade de adubação aplicada em um
Cambisolo Húmico Alumínico............................................... 33
Tabela 3. Características químicas da camada de 0-20 cm de
profundidade de um Nitossolo Bruno Distrófico típico utilizado
na condução do experimento. ................................................. 36
Tabela 4. Média dos teores de fósforo microbiano na camada
de 0-10 cm do solo em área de campo nativo e em áreas que
receberam fertilizantes orgânicos ou minerais, com e sem uso
de inibidor de nitrificação ...................................................... 40
Tabela 5. Fósforo disponível extraído por resina trocadora de
ânions (Pres), Carbono lábil (C-lábil) e Nitrogênio lábil (NLábil) na camada de 0-10 cm do solo em área de campo nativo
e em áreas que receberam fertilizantes orgânicos ou minerais,
com e sem uso de inibidor de nitrificação .............................. 44
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Precipitação pluviométrica semanal, temperatura
média dos meses de condução do experimento e épocas de
amostragem. ............................................................................ 41
Figura 2. Variação temporal dos teores de fósforo microbiano
na camada de 0-10 cm do solo em área de campo nativo e em
áreas que receberam fertilização, médias de cada amostragem e
balanço hídrico do período. ..................................................... 42
Figura 3. Variação temporal dos teores de fósforo microbiano
do solo em função da aplicação ou não de biocida. ............... 49
Figura 4. Variação temporal dos teores de fósforo em parte
aérea (a) e raiz (b) em plantas de trigo submetidas à aplicação
ou não de biocida em quatro épocas de amostragem. ............. 51
Figura 5. Variação temporal da matéria seca de parte aérea (a)
e raiz (b) de plantas submetidas à aplicação ou não de biocida,
em quatro épocas de amostragem............................................ 54
Figura 6. Fósforo absorvido pela parte aérea (a) e raiz (b) de
plantas de trigo submetidas à aplicação ou não de biocida, em
quatro épocas de amostragem. ............................................... 56
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................... 21
2 HIPÔTESES .................................................................... 23
3 OBJETIVOS .................................................................... 23
3.1 OBJETIVO GERAL ......................................................... 23
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................ 23
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................... 24
5 MATERIAL E MÉTODOS ............................................ 31
5.1 EXPERIMENTO I ............................................................ 31
5.2 EXPERIMENTO II ........................................................... 35
6 RESSULTADOS E DISCUSSÃO .................................. 38
6.1 DINÂMICA DO FÓSFORO MICROBIANO DO SOLO
DURANTE O CULTIVO DE MILHO EM ÁREA SOB
SISTEMA PLANTIO DIRETO. ....................................... 38
6.2 APROVEITAMENTO DO FÓSFORO MICROBIANO
DO SOLO PELAS PLANTAS CULTIVADAS. .............. 48
7 CONCLUSÃO ................................................................. 57
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................... 59
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................... 61
9 APÊNDICES .................................................................... 73
20
21
1 INTRODUÇÃO
Os sistemas conservacionistas de manejo do solo, como
o sistema plantio direto (SPD), estão entre as práticas que
sustentam os altos rendimentos alcançados pela agricultura
brasileira moderna. Estes sistemas melhoram as condições do
solo, criando um ambiente físico-químico e biológico propício
ao bom desenvolvimento radicular e da biomassa microbiana
do solo (BMS).
Por apresentarem elevado grau de intemperismo e baixa
fertilidade natural, os solos de regiões tropicais e subtropicais
são altamente dependentes da adição de nutrientes via
adubação para sustentar os cultivos agrícolas. Estas adubações,
quando com fertilizantes minerais, tem custo elevado e, por
isso, é constante a busca por fontes alternativas de nutrientes,
entre elas, os resíduos orgânicos. Entre os resíduos utilizados
como fertilizante, o dejeto líquido de suínos (DLS) tem grande
importância socioeconômica em Santa Catarina por ser
abundante em algumas regiões e ter baixo custo. Contudo,
quando mal manejado, pode causar sérios problemas
ambientais.
O DLS fornece além dos nutrientes essenciais ao
desenvolvimento vegetal, carbono (C), aumentando as formas
lábeis de matéria orgânica (MO) no solo e esta, por sua vez, é
substrato para a ação microbiana. Os microrganismos mediam
as reações bioquímicas de disponibilidade de vários nutrientes
no solo, mas quanto à disponibilidade de P, a BMS tem papel
ambíguo, podendo agir como fonte ou dreno do mesmo. Ao
decompor a MO a BMS libera o P desta para a solução onde é
passível de absorção pelas plantas ou adsorção pelo solo,
demonstrando seu caráter fonte. Do mesmo modo, a BMS pode
imobilizar o P em sua estrutura, mas apesar de não disponível
imediatamente às plantas, o nutriente fica protegido de
adsorção ao solo onde a energia de ligação é alta, se
caracterizando como dreno. Sendo assim, o P contido na BMS
22
pode ser liberado gradativamente com a morte dos
microrganismos. Esta liberação pode ser mais condizente com
a absorção das culturas se comparada às fontes minerais, que
são em sua maioria solúveis e ficam prontamente disponíveis
para absorção pelas plantas ou adsorção pelo solo.
Buscando-se melhorar a eficiência da adubação seja ela
com a adição de fertilizantes minerais ou resíduos orgânicos,
têm sido propostos aditivos aos mesmos. Estes aditivos tem
como finalidade proteger os nutrientes de perdas, diminuir a
reatividade com o solo e liberá-los de maneira gradativa. Há
aditivos deste tipo para todos os macronutrientes, destacandose os envolvidos no ciclo do nitrogênio (N) que tentam
diminuir as perdas por volatilização de amônia ou por
lixiviação de nitrato. Uma dessas iniciativas é a adição de
inibidores microbianos junto aos fertilizantes amídicos ou
mesmo ao DLS, para reduzir a transformação do N amoniacal
em N nítrico que é passível de perdas por lixiviação. Um dos
inibidores mais utilizados é a dicianodiamida (DCD). Apesar
de resultados promissores quanto à dinâmica do N, há dúvidas
a respeito do impacto dessa técnica a atividade microbiana do
solo, que está envolvida diretamente a decomposição da MO e
disponibilidade de entre outros nutrientes o P.
Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar o
conteúdo de P contido na BMS em área sob SPD submetida à
adubação com DLS e uso de inibidor da nitrificação durante o
desenvolvimento da cultura do milho, bem como a capacidade
das plantas em utilizarem este nutriente. Para isso foram
desenvolvidos dois experimentos. O primeiro, de campo, visou
avaliar o efeito do uso de DLS e DCD sobre as flutuações
sazonais do P da BMS. O segundo, de casa de vegetação,
objetivou avaliar a capacidade das plantas em absorver o P
oriundo da BMS quando de sua morte.
23
2 HIPÓTESES
O conteúdo de fósforo microbiano varia durante o
tempo sendo maior quando utilizado fontes orgânicas de
nutrientes comparativamente a fontes minerais, sendo afetado
negativamente pela utilização de inibidores bacterianos como a
dicianodiamida.
O fósforo oriundo da biomassa microbiana do solo
contribui para a nutrição das plantas.
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Determinar o conteúdo de P contido na BMS em área
sob SPD submetida à adubação com DLS, e uso de inibidor da
nitrificação durante o desenvolvimento da cultura do milho, e
avaliar a capacidade das plantas em utilizarem o P oriundo da
biomassa microbiana do solo.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
- Avaliar os efeitos da adubação orgânica com dejeto líquido de
suíno e adubação mineral na flutuação sazonal do fósforo
contido na biomassa microbiana do solo, e determinar se há
interferência do inibidor de nitrificação quando aplicado com
as diferentes fontes.
- Verificar a capacidade das plantas de recuperar o P
disponibilizado a partir da morte da BMS.
24
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O uso de sistemas conservacionistas de manejo do solo,
como o sistema plantio direto (SPD), e a aplicação de resíduos
orgânicos como fonte de nutriente as plantas, entre eles o
dejeto líquido de suínos (DLS) tem contribuído para melhoria
das condições edáficas (Rheinheimer et al., 2000, Carneiro et
al., 2004, Scherer et al., 2007, Loss et, al. 2011). A combinação
destas técnicas tem favorecido o desenvolvimento da biomassa
microbiana do solo (BMS), maximizando sua participação nas
relações de disponibilidade e imobilização de nutrientes
(Vargas e Scholles, 2000, Balota et. al, 1998, Rheinheimer et
al., 2008; Carneiro et al. 2004).
Os sistemas conservacionistas de manejo do solo
possibilitam manutenção no teor de matéria orgânica e com o
passar do tempo contribuem para a elevação do mesmo. O
aporte sazonal de resíduos orgânicos e o não revolvimento do
solo acrescem os valores de matéria orgânica (MO)
principalmente nas camadas superficiais e, consequentemente,
a concentração de substâncias húmicas solúveis (Santos e
Tomm, 2003; Heinze et al,. 2011). As frações orgânicas
solúveis e de fácil oxidação servem de substrato a atividade
microbiana (Sheng et al., 2010; Simpson et al., 2011). Além
dos teores e da qualidade de MO, têm sido observado
incremento na disponibilidade de P, K, Ca e Mg em áreas
conduzidas sob SPD (Silveira e Stone, 2001, Santos e Tomm,
2003) em decorrência das sucessivas adubações na camada
superficial do solo e o seu não revolvimento e, também, pelas
menores taxas de erosão observadas neste sistema de manejo.
Os solos tropicais e subtropicais são naturalmente
ácidos e de baixa fertilidade, sendo necessária correção com
calcário e adubações periódicas para que o mesmo suporte o
cultivo agrícola (Souza et, al. 2007). A manutenção da
produtividade das culturas está intimamente relacionada com a
adição de nutrientes ao solo para manter seu caráter fonte
25
(Novais et al., 2007). A baixa mobilidade do P nos solos
tropicais e subtropicais está ligada ao seu grau de
intemperismo, que favorece a adsorção do P pelos grupos
funcionais OH- e OH2+ dos argilominerais, principalmente em
solos com acidez elevada (Rheinheimer et al., 2008; Turner et
al., 2013). O teor de argila do solo também afeta diretamente as
características deste como fonte e ou dreno de P, sendo que
com o avanço do intemperismo o solo vai expressar seu caráter
dreno (de adsorção do P adicionado), o qual será proporcional
ao seu teor de argila (Novais et al., 2007). Estas características
tornam as produções agrícolas altamente dependentes do
fornecimento de P via fertilizantes fosfatados, os quais são
adicionados em quantidades superiores à exportação das
culturas devido a forte adsorção do nutriente ao solo e,
portanto, baixa eficiência da adubação fosfatada (Fontoura et
al., 2010; Simpson et al., 2011).
A dinâmica do P não está ligada somente aos
fenômenos químicos, havendo também participação da BMS
nos processos de mineralização e imobilização do P dos
compostos orgânicos e solubilização e precipitação de fosfatos
inorgânicos (Balota et al., 1998; Vargas e Scholles, 2000;
Carneiro et al., 2004; Rheinheimer et al., 2008; Turner et al.,
2013). A BMS corresponde à parte viva da MO, excluindo-se
raízes e macrofauna, ou seja, limita-se aos fungos e bactérias
(De-Polli & Guerra, 1999). Segundo Venzke Filho (2003) e
Turner et al., (2013), a BMS é responsável pelos processos de
mineralização - imobilização dos nutrientes no solo,
catalisando a decomposição da MO, além de acelerar o
intemperismo dos minerais primários.
A atividade da BMS pode ser influenciada pelas fontes
de nutrientes utilizadas, sendo estimulada quando há adição
concomitante de carbono (C), por este servir de substrato para
a ação microbiana, e P, por este ser limitante ao
desenvolvimento microbiano (De-Polli & Guerra, 1999; GamaRodrigues, 1999; Turner & Wright 2014). Estudando a
26
amplitude de P da BMS (Pm), Rhenheimer et al. (2008)
perceberam incremento deste a partir da roçada de pastagens,
devido a adição de C via resíduos vegetais provenientes da
morte de raízes das plantas em função da roçada. Por outro
lado, Gatiboni et al. (2008) verificaram que a diminuição do P
e C disponível no solo em decorrência de cultivos sucessivos
sem adubação provocaram o declínio da BMS. Morais (2013)
aplicou fertilizante mineral, orgânico e organomineral e
observou maior incremento da BMS e do Pm quando foi
utilizado fertilizante orgânico. Do mesmo modo, Liebisch et
al., (2014) estudando a flutuação sazonal do Pm em pastagem
permanente, concluíram que este reservatório está
correlacionado com a umidade do solo e suprimento de C,
concordando com Bünemann et al., (2013), os quais
observaram aumento das formas orgânicas e inorgânicas de P e
C após a secagem do solo provenientes principalmente da lise
celular dos microrganismos.
As fontes orgânicas de nutrientes como o DLS podem
apresentar boa eficiência como fonte de P, além de estimular a
BMS pela adição de C (Cassol et al., 2001; Basso, 2003; Matos
et al., 2006; Heinze et al., 2011; Simpson et al., 2011). Neste
contexto, podemos inferir que a utilização de adubação
orgânica favorece a atividade microbiana, principalmente em
áreas sob SPD, onde há melhoria das condições edáficas para o
desenvolvimento microbiano, (Rheinheimer et al., 2000,
Carneiro et al., 2004, Scherer et al., 2007, Loss et al., 2011).
Segundo Olibone (2005) e Turner et al., (2013), a MO está
diretamente ligada ao P orgânico, e consequentemente ao
fósforo microbiano (Pm), sendo este maior quanto maior for o
teor de MO.
Práticas comuns na agricultura como a calagem também
favorecem a atividade microbiana. Barroti & Nahas (2000),
estudando diferentes tipos de cultivo, encontraram incremento
no Pm com a aplicação de calcário e adubação com
superfosfato triplo (SFT). Do mesmo modo, as condições
27
físicas e químicas como densidade, porosidade, pH e
concentração de óxidos de ferro e alumínio também exercem
interferência direta sobre a BMS, Pm e as relações de
disponibilidade de P as plantas (Heinze et al., 2011; Achat et
al., 2013; Bünemann et al., 2013).
O uso de DLS como fertilizante é bastante comum nos
estados da região sul do Brasil, onde se concentra a atividade
suinícola, mas bastante criticado do ponto de vista ambiental,
devido o grande potencial poluidor deste resíduo (Anami et al.,
2008; Cerreta et al., 2010; Gatiboni et al., 2014). Entre os
principais agravantes deste problema estão o desbalanço
nutricional de nutrientes no DLS, as perdas de P por
escoamento superficial e de nitrogênio por volatilização de
amônia e a lixiviação de nitrato (Basso, 2003; Anami et al.,
2008; Simpson et al., 2011).
A forma mais comum de aplicação de DLS é
superficial, concentrando os nutrientes aplicados, sobretudo o
P, nas camadas mais suscetíveis à erosão (Ceretta et al., 2010).
Atualmente estão sendo estudadas algumas iniciativas para
diminuir o potencial poluidor do DLS e aproveitar as vantagens
de utilizá-lo como fertilizante, entre elas o menor custo, se
comparado aos fertilizantes minerais. Uma destas iniciativas é
injetar o DLS dentro do solo com a utilização de maquinário
específico, diminuindo assim a suscetibilidade dos nutrientes
aplicados via dejetos ao escoamento superficial, está técnica
tem sido utilizada por longa data em outros países, com bons
resultados de diminuição do risco ambiental (Vallejo et al.,
2005; Sayes et al., 2008).
Outra tentativa de minimizar os problemas ambientais
do DLS é a adição de inibidores da nitrificação como a
dicianodiamida (DCD), para evitar a perda de nitrato (NO3-)
por lixiviação e a desnitrificação do N, gerando N2O, que é um
danoso gás do efeito estufa (Zaman et al., 2009; O’Callaghan et
al., 2010; Guo et al., 2013). O DCD atua sobre o primeiro
processo de transformação do N amoniacal (N-NH4+) em N
28
nítrico (N-NO3-), inibindo a enzima amônia monooxigenase
presente nas bactérias do gênero Nitrossomonas, mantendo o N
na forma amoniacal por mais tempo (Marcelino, 2009;
O’Callaghan et al., 2010; Guo et al., 2013). Por ser um inibidor
bacteriano, o DCD afeta diretamente a BMS, porém não há na
literatura relatos de seus efeitos sobre a dinâmica do Pm.
Mesmo assim, Di & Cameron (2004), Di et al., (2009), Zaman
et al., (2009), O'Callaghan et al. (2010), Guo et al., (2013) e
Guo et al., (2014) constataram em seus estudos com N que o
uso de DCD, mesmo por longos períodos, não afeta
negativamente a BMS.
Toda atividade agrícola causa impacto sobre a
população microbiana do solo e, portanto, interfere diretamente
nos processos de ciclagem de nutrientes, deste modo, deve-se
levar em consideração características como o tempo de adoção
do manejo empregado para formular estratégias que visem
maximizar a eficiência das adubações (Venzk Filho, 2003;
Lourente et al., 2010, Simpson et al., 2011). Deste modo, o
estudo da dinâmica do Pm em SPD com a aplicação de DLS e
uso de inibidores da nitrificação ganham importância devido à
necessidade de se adotar um manejo de adubação adequado,
levando em consideração todas as variáveis envolvidas.
Outra questão importante envolvendo o Pm é sua
disponibilização para as plantas quando da morte da BMS.
Segundo Martinazzo et al. (2007) e Tuner & Wright (2014), a
BMS representa um importante compartimento de P, estes
autores observaram que após a adição de adubos fosfatados os
teores de Pm aumentaram com o aumento da dose de adubo
utilizada. Deste modo, a BMS compete com as plantas e com o
solo pelo fosfato adicionado, sendo que, em sistemas com
baixa disponibilidade de P e de resíduos vegetais é um intenso
competidor pelo fosfato em solução, imobilizando-o (Gatiboni
et al., 2008, Bünemann et al., 2013; Damon et al., 2014). Sendo
assim, a BMS passa a ser um dreno de P, mas também
apresenta caráter fonte ao liberá-lo na solução do solo por
29
ocasião de sua morte ou disponibilizá-lo diretamente as plantas
por meio de associação simbionte (Tuner et a., 2013). O P
contido na BMS se encontra distribuído na forma orgânica e
inorgânica, quando na forma inorgânica apresenta um rápido
equilíbrio com a solução do solo, por outro lado quando na
forma orgânica apresenta um equilíbrio lento, podendo ser
perdido para fora da zona de absorção radicular por ter menos
poder de adsorção ao solo (Simpson et al., 2011).
A imobilização do Pm é temporária, diminuindo com o
passar do tempo, podendo apresentar variação em curto espaço
de tempo, além de retardar os processos de adsorção, aumentar
o sincronismo entre mineralização e absorção de P pelas
plantas (Martinazzo et al., 2007; Rheinheimer et al., 2008;
Sheng et al., 2010; Richardson & Simpson, 2011; Simpson et
al., 2011). Blackburn et al., (2014) estudando a inoculação de
esterco com bactérias produtoras de fitase, perceberam um
aumento nos teores de P inorgânico no solo, mas este não
significou aumento da absorção de P pelas plantas.
Apesar de inúmeros estudos sobre a importância da
BMS para a dinâmica do P no solo, resultados sobre sua
contribuição para o suprimento das plantas cultivadas com este
nutriente não foram encontrados. Esta dinâmica está
correlacionada com os diferentes manejos do solo, o tempo de
adoção deste manejo e a adição ou não de P ao sistema
(Simpson et al., 2011; Achat et al., 2013; Turner & Wright,
2014). Segundo Gatiboni et al. (2007), em sistemas sem a
adição de P, as formas orgânicas, entre elas o Pm, são as
principais responsáveis pelo suprimento deste nutriente às
plantas, concordando com Cunha et al. (1993), Conte et al.
(2002), Oliveira et al. (2011) e Turner & Wright (2014) sobre a
participação da atividade microbiana na nutrição de plantas em
sistemas naturais. Porém, resta quantificar a participação do P
disponibilizado a partir da morte da BMS para o suprimento
das culturas anuais, uma vez que a absorção de P para estas
culturas se concentra em períodos de maior demanda.
30
Matsuoka et al. (2003) concluíram que o P da BMS contribui
muito pouco com o suprimento de P para as culturas anuais,
devido ao rápido crescimento destas e a baixa taxa anual de
renovação da BMS, em torno de 40%, concordando com
Brookes et al. (1982) e Cleveland & Liptzin (2007) que
observaram pouca participação do Pm, menos de 5% do P total
do solo, em áreas agrícolas com adição frequente de adubos.
Por outro lado, Magid et al. (1996) concluíram que a
contribuição do Pm pode ser significativa para a agricultura
tropical, devido a maior atividade microbiana em temperaturas
elevadas.
Desta maneira, a magnitude de liberação de P para as
plantas, provindo da mineralização da BMS ainda não foi
quantificada, constituindo numa deficiência de informação que
justifica seu estudo.
31
5 MATERIAL E MÉTODOS
Foram desenvolvidos dois experimentos. O primeiro, a
campo, objetivou avaliar os efeitos da adubação mineral e
orgânica com dejeto líquido de suíno associado ou não ao
inibidor de nitrificação na flutuação sazonal do fósforo contido
na biomassa microbiana do solo. O segundo experimento,
conduzido em casa de vegetação, objetivou verificar a
capacidade das plantas de recuperar o P disponibilizado a partir
da morte da BMS.
5.1 EXPERIMENTO I
O experimento um foi conduzido durante a safra de
milho 2012∕2013, fazendo parte de um projeto envolvendo
quatro Universidades do Rio Grande do Sul, (UFSM, UPF,
FEEVALE e UFRGS) uma de Santa Catarina (UDESC), além
da EMBRAPA/Suínos e Aves, de Concórdia, SC. A área
experimental é localizada no município de Lages – SC, nas
dependências do Centro de Ciências Agroveterinárias da
Universidade do Estado de Santa Catarina (CAV - UDESC),
apresenta clima mesotérmico úmido com verão ameno, com
chuvas bem distribuídas durante o ano (Cfb) segundo a
classificação de Köppen as médias anuais de precipitação e
temperatura são de 1.400 mm e 15,6 °C, respectivamente. O
solo é um Cambissolo Húmico Alumínico (EMBRAPA, 2013)
de textura argilosa, cujo resultado da análise de solo da camada
de 0-20cm encontra-se na Tabela 1.
32
Tabela 1. Características químicas da camada de 0-20 cm de
profundidade de um Cambissolo Húmico Alumínico
onde foi conduzido o experimento.
pH Água SMP V* Al Ca Mg P
K Argila MO
% ----cmolc kg-1- -mg kg- ----g kg-1---5,4
5,9 61 5,1 5,6 1,9 3,1 1 92
455
46
Determinações por metodologia descrita em Tedesco et al., (1995);
V: saturação por base;
Fonte: Rauber, L. P (dados não publicados).
O delineamento experimental utilizado foi em blocos
casualizados com parcelas subdivididas no tempo (medidas
repetidas), com quatro repetições e os tratamentos foram
compostos por diferentes fontes de adubação, em cinco níveis:
1- NPK; 2- NPK + IN; 3- DLS; 4- DLS + IN; 5- testemunha
sem fertilizante, sendo “IN” o inibidor de nitrificação. Também
foi coletado solo de uma área de campo nativo adjacente ao
experimento como tratamento controle adicional. O campo
nativo em questão é composto principalmente por capim
caninha (Andropogon lateralis) e capim mimoso
(Schizachyrium tenerum), com frequência secundária de grama
tapete (Axonopus siccus), grama forquilha (Paspalum notatum)
e carqueja (Bacharis trimera) (Córdova et al., 2004). Cada
parcela apresentava 33,6 m2 (8 x 4,2 m). Os tratamentos foram
aplicados superficialmente em dose única sobre resíduos
culturas da cultura antecessora (trigo) sete dias antes da
semeadura do milho. A área experimental é conduzida sob SPD
há um ano, antes disso se encontrava em pousio sendo que há 8
anos foi transformada de campo nativo para área de cultivo.
A dicianodiamida (DCD) foi o inibidor de nitrificação
utilizado, o qual é formulado juntamente com um inibidor da
enzima urease (NBPT), com a denominação de Agrotain Plus.
Este, na forma de pó, foi misturado aos adubos no momento da
sua aplicação no campo, na dose de 10 kg ha-1. As doses de
dejetos líquidos de suínos a serem aplicadas foram
33
estabelecidas com base nos resultados da análise de solo e
concentração de nutrientes dos dejetos, determinada conforme
TEDESCO et al. (1995) e SCHERER et al. (1996) e na
recomendação da Comissão de Química e Fertilidade do Solo
RS/SC (2004) para uma expectativa de rendimento de 8 Mg ha1
(Tabela 2.).
Nos tratamentos com NPK, foram aplicados na forma
mineral os montantes de 130 kg ha-1 de N, 81 kg ha-1 de P e 58
kg ha-1 de K. Nos tratamentos com dejetos, considerando-se a
eficiência da adubação no primeiro ano de 80% para N, 90%
para P e 100% para K (CQFS, 2004), aplicou-se 130 kg ha-1 de
N, 113 kg ha-1 de P e 54 kg ha-1 de K.
Tabela 2. Composição do dejeto líquido de suínos determinado
em base úmida e quantidade de adubação aplicada em
um Cambissolo Húmico Alumínico.
Características do DLS
kg m-3
N-total
3,9
N-mineral
2,5
P
3,0
K
1,3
Massa seca
58,0
Quantidade de adubação aplicada
Total aplicado (kg ha-1)
Fonte
Quantidade
N
P2O5
K2O
3
-1
DLS
42 (m ha )
163
288
65
-1
Ureia 289 (kg ha )
130
-----1
SFT
451 (kg ha )
--185
---1
KCl
120 (kg ha )
----70
N: nitrogênio; DLS: dejeto líquido de suínos;
SFT: superfosfato triplo; KCl: cloreto de potássio;
Fonte: Rauber, L. P (dados não publicados).
34
O DLS foi proveniente de animais em fase de
terminação, coletado em esterqueira anaeróbica do setor de
suinocultura da granja Pinheiro da empresa Copercampos,
localizada no município de Campos Novos – SC. Foram
realizadas sete coletas de solo correspondentes aos 0, 10, 25,
58, 90, 135 e 202 dias após a aplicação dos tratamentos em
cada parcela com trado calador na profundidade de 0 – 10 cm
durante o ciclo da cultura. Cada amostra foi composta por
cinco sub amostras coletadas aleatoriamente dentro de cada
parcela e posteriormente homogeneizadas.
O conteúdo de P da BMS (Pm) foi determinado pelo
método de fumigação-extração proposto por Brookes et al.
(1985) e Vance et al. (1987), de acordo com os seguintes
procedimentos: amostras de 2g de solo (base seca) foram
pesadas em triplicata (conjunto A, B e C). O solo do conjunto
C foi fumigado, permanecendo 24 horas no escuro em
dessecador sob vácuo contendo 20 ml de clorofórmio, no solo
do conjunto B adicionou-se 25 mg g-1 de P e os conjuntos A, B
e C foram submetidos à extração de P com NaHCO3 0,5 mol l1
(pH 8,5) na relação solo:solução de 1:20, posteriormente o P
foi determinado pela metodologia descrita por Dick &
Tabatabai (1977) para determinação de P em extratos alcalinos.
O Pm foi calculado pela equação:
(conjuntoC − conjuntoA) * 25
(conjuntoB − conjutoA)
Pm =
0,4
Onde o fator “0,4” foi obtido de Brookes et al. (1982),
assumindo-se que apenas 40% do fósforo da biomassa
microbiana é extraível pela técnica, enquanto o fator “25” é o
ajustamento da capacidade de adsorção do solo.
Também foram analisados os teores de P extraído por
resina trocadora de ânions (Pres), em todos os tempos de coleta.
Além dos teores de Pm e Pres foram avaliados os teores de C
35
lábil e N lábil ambos extraídos por KMnO4 0,333 mol l-1 (Blair
et al. 1995).
Os dados obtidos foram submetidos à análise da
variância e comparados através do teste de médias de Tukey, a
10% de probabilidade de erro, utilizando o programa SAS
(2003).
5.2 EXPERIMENTO II
O experimento dois foi conduzido nas dependências do
Departamento de Solos e Recursos Naturais do CAV –
UDESC, na cidade de Lages – SC, pelo período de 65 dias em
ambiente controlado (Fitotron). O delineamento experimental
utilizado foi o completamente casualizado com cinco
repetições em esquema fatorial 2x4, sendo dois tratamentos:
com e sem aplicação de biocida para eliminar a BMS e quatro
épocas de coleta de plantas (0, 1, 3 e 7 dias após a aplicação
dos tratamentos).
Utilizou-se trigo cultivar Quartzo® como planta teste,
sendo semeadas 20 sementes por vaso, desbastadas para 10
plantas uteis aos 15 dias após a emergência das plantas (DAP).
Os vasos utilizados tinham capacidade para 3L, sendo estes
preenchidos com 2 kg de solo da camada de 0 – 20 cm de um
Nitossolo Bruno Distrófico típico (Embrapa, 2013), cujo
resultado da análise de solo encontra-se na Tabela 3.
36
Tabela 3. Características químicas da camada de 0-20 cm de
profundidade de um Nitossolo Bruno Distrófico típico
utilizado na condução do experimento.
pH SM CTCp V Al C M P
K Argil M.
-----g kg-1--% ----cmolc kg1
3
1 2, 1, 1, 1, 78, 578
4,5 4,7
15,5
58
Determinações por metodologia
8 5descrita
0 em6Tedesco
2 et al.,
2 (1995);
V: saturação por base;
Fonte: Costa (2012).
O solo foi previamente tamisado a 5 mm e incubado
com calcário dolomítico (Filler) por 30 dias antes da
implantação do experimento para elevar seu pH a 5,5. Também
foram adicionados N e K na forma de ureia e cloreto de
potássio respectivamente, no dia da semeadura em doses para
expectativa de rendimento de 5 Mg ha -1. A recomendação de
adubação e calagem seguiu o exposto no manual da Comissão
de Química e Fertilidade do Solo RS/SC (2004).
Temperatura de 17,5°C e umidade relativa de 70%
foram utilizadas do dia da semeadura até o início do
perfilhamento (30 DAP) e 22,5 °C de temperatura e 70% de
umidade relativa dos 31 aos 60 DAP.
Para a morte da BMS foi utilizada uma mistura de
fungicidas e bactericidas de ação sistêmica e de contato
aplicados aos 45 DAP, tendo a concentração de 0,3 g L-1 de
Carbendazim, 0,7 g L-1 de Tiram, 0,7 g L-1 de Tiofanato
Metílico, 0,105 g L-1 de Fluozinam, 0,05 g L-1 de Fludioxonil e
0,02 g L-1 de Metalaxyl-M. Estes foram escolhidos por agirem
em grande diversidade de microrganismos compreendendo
famílias de ocorrência comum no solo, sem prejudicar o
desenvolvimento da planta. A mistura utilizada apresentava
teores totais de P (Tedesco et al., 1995) de 8,4 mg.L-1.
Antecedendo a aplicação do biocida o solo foi
umedecido até a capacidade de campo, logo depois de aplicado
0,5 L de biocida por vaso até o ponto de saturação para que
37
todo o solo ficasse em contato com a mistura, nos vasos sem
aplicação de biocida o solo foi saturado com água destilada
para isolar o efeito da saturação.
Aos 0, 1, 3 e 7 dias após a aplicação do biocida, as
plantas foram coletadas e a biomassa separada em raiz e parte
aérea e acondicionadas em sacos de papel, sendo também
coletada amostra de solo para análise do conteúdo de Pm. A
primeira coleta foi realizada aos 45 DAP. A biomassa vegetal
foi seca em estufa a 65 °C até peso constante sendo
determinada a matéria seca de parte aérea e raiz,
posteriormente os tecidos foram moídos em moinho manual. A
análise química de P no tecido vegetal se deu pela digestão
sulfúrica dos mesmos, com leitura colorimétrica, de acordo
com Tedesco et al. (1995). O conteúdo de Pm também foi
determinado em cada coleta seguindo a metodologia descrita
por Brookes et al. (1985) e Vance et al. (1987).
Os dados obtidos foram submetidos a analise da
variância e comparados através do teste de médias Tukey, a
10% de probabilidade de erro. Sendo utilizado o programa SAS
(2003).
38
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 DINÂMICA DO FÓSFORO MICROBIANO DO SOLO
DURANTE O CULTIVO DE MILHO EM ÁREA SOB
SISTEMA PLANTIO DIRETO
O conteúdo de Pm do solo varia naturalmente durante o
ano por ser dependente da atividade microbiana, que por sua
vez, é influenciada por uma série de fatores ambientais, entre
eles, temperatura, umidade, aeração, disponibilidade de
carbono e nutrientes. No Apêndice A pode ser observado que a
área de campo nativo (CN), amostrada nas mesmas datas que
os tratamentos, apresentou uma tendência de aumento do teor
de Pm no decorrer das coletas. Como não houve modificação
na área de CN durante o período, assume-se que o incremento
no Pm se deva aos fatores ambientais. A variação temporal do
Pm durante o cultivo de milho em área sob sistema plantio
direto (SPD), em resposta às fontes de nutrientes, também é
apresentada na Tabela 4.
A utilização de fosfatos solúveis por mais de oito anos
na área experimental antecedendo a implantação do
experimento foi suficiente para influenciar a dinâmica da BMS.
Isso justifica os menores teores de Pm encontrados no
experimento, comparativamente a área de campo nativo, já que
o revolvimento do solo pode consumir parte da matéria
orgânica do solo e também pode afetar negativamente os
processos microbianos no solo (Carneiro et al., 2004). Brookes
et al. (1982) e Cleveland & Liptzin (2007) observaram que em
áreas agrícolas com adição frequente de fertilizantes o Pm
representa menos de 5% do P total do solo. No entanto, em
sistemas naturais sem adição de fertilizantes fosfatados, a
maior parte do P lábil do solo está em formas orgânicas
(Rhenheimer et al., 2008; Turner et. al., 2013) sendo que o
suprimento de P nestes sistemas está intimamente ligado à
39
atividade microbiana e ao Pm (Gatiboni et al. 2007; Turner &
Wright, 2014).
As médias de Pm para cada época e tratamento são
descritas na Tabela 4, onde se pode observar que as diferenças
entre tratamentos no Pm foram mínimas. Independentemente
da fonte utilizada, a dose de P aplicada foi semelhante para
todos os tratamentos, exceto na testemunha, lembrando que nas
fontes orgânicas (DLS e DLS+IN), provavelmente mais de
80% do P já estava na forma inorgânica, já que essa é a
principal forma de P presente nos dejetos líquidos de suínos
(Cassol et al. 2001; Ceretta et al. 2010). Portanto, a ausência de
resposta entre fontes para a variável Pm é, em parte,
justificável. Contudo, era de se esperar que a presença de
carbono orgânico lábil no DLS (Tabela 5) poderia atuar na
estimulação da BMS e, por consequência, aumentar o Pm.
Por outro lado, a testemunha, sem aplicação de
adubação, manteve valores elevados de Pm. Isto
provavelmente se deve ao elevado teor de P disponível no solo
(que será discutido posteriormente) e ao fato da BMS ter
provavelmente adquirido P oriundo da decomposição de
resíduos (Gatiboni et al. 2008; Damon et al., 2014), já que a
área experimental era cultivada com trigo anteriormente e foi
dessecada alguns dias antes do início do experimento. Assim,
para as necessidades de P da BMS, temporariamente o C, P e N
oriundos da decomposição das raízes finas da cultura
antecessora e das plantas invasoras pode ter suprido essa
demanda.
Por outro lado, houve diferença entre tempos de coleta e
interação entre tratamento e tempo para a variável Pm. Assim,
na tabela 4 é possível observar que aos 10 dias após a aplicação
dos tratamentos não houve diferença entre os tratamentos,
possivelmente porque a testemunha ainda tinha disponibilidade
de nutrientes oriunda da dessecação da cultura e das invasoras.
Já aos 24 dias, o tratamento testemunha foi inferior ao
tratamento NPK+IN. Para as demais épocas, assim como para a
40
média de todas as épocas, não houve efeito dos tratamentos
sobre a BMS.
A implantação do experimento em período precedido
por poucas precipitações influenciou a atividade microbiana
negativamente por diminuir a umidade do solo (Figura 1).
Grande parte da variação encontrada entre o conteúdo de Pm
no decorrer do tempo é atribuída às condições edáficas, sendo
fortemente afetada pela umidade do solo. Liebisch et al.,
(2014) estudando o conteúdo de Pm em pastagem, perceberam
que a umidade do solo se correlaciona positivamente com a
mesma.
Tabela 4. Média dos teores de fósforo microbiano na camada
de 0-10 cm do solo em área de campo nativo e em áreas
que receberam fertilizantes orgânicos ou minerais, com
e sem uso de inibidor de nitrificação.
Dias
0
10
24
58
90
135
202
NPK
NPK+IN
DLS
DLS+IN
TEST
CN
– – – – – – – – – – – – – – – – – Pm (mg kg-1) – – – – – – – – – – – – – – – – –
38,1 aE
38,1 aC
35,5 aC
34,3 aD
39,1 aC 81,4
37,0 E
60,3 aCD 54,0 aBC 67,5 aBC
51,8 aCD 44,6 aBC 58,2 55,6 CD
50,1 abCDE 58,9 aBC 48,3 abBC 54,3 abBCD 46,3 bBC 88,1
51,6 D
44,2 bDE
40,9 bC 44,2 bBC
45,6 abD 53,1 aBC 85,9 45,6 DE
81,2 aB
83,4 aB
76,6 aB
77,6 aB
99,0 aA 111,7
83,6 B
65,0 aBC 65,6 aBC 59,5 aBC
72,4 aBC
58,5 aB 85,3
64,2 C
113,9 aA 127,1 aA 122,0 aA
110,7 aA
88,2 aA 148,2 112,4 A
64,7 a
66,8 a
64,8 a
63,8 a
61,3 a
94,1
NPK: Adubação mineral; NPK+IN: Adubação mineral mais inibidor da
nitrificação; DLS: Dejeto líquido de suínos; DLS+IN: Dejeto líquido de
suínos mais inibidor da nitrificação; TEST: Testemunha sem adubação; CN:
Campo Nativo; : Média; Letras iguais, minúsculas na linha e maiúsculas
na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10).
Fonte: Autor.
41
Figura 1 - Precipitação pluviométrica semanal, temperatura
média dos meses de condução do experimento e épocas de
amostragem.
140
22
Precipitação pluviométrica
Temperatura
Época de amostragem
120
20
18
80
16
60
14
40
12
20
10
C°
mm
100
0
8
Nov
Dez
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Meses
Fonte: Epagri/Ciram.
Na média dos tratamentos ocorreu incremento de Pm
aos 10 dias em resposta a aplicação das diferentes fontes
(Tabela 4), concordando com Barroti & Nahas (2000), que
observaram incremento no conteúdo de Pm com a aplicação de
fertilizante fosfatado solúvel, logo após sua aplicação. Se for
comparado o comportamento da média dos tratamentos com o
comportamento observado no campo nativo (Figura 2), pode-se
observar que a flutuação dos teores de Pm são muito
semelhantes aos CN, exceto aos 10 dias após a aplicação dos
tratamentos, onde na área experimental foi observado aumento
do Pm em relação à coleta do tempo zero, enquanto no CN
houve diminuição, provavelmente pelo efeito dos tratamentos.
Após esta data, as médias de Pm se mantiveram até os 58 dias
e, a partir dos 90 dias aumentaram, devido provavelmente
melhoria das condições edáficas. A queda de temperatura e
42
aumento da precipitação pluviométrica nesta data culmina na
redução da evapotranspiração e aumento da água disponível no
solo, favorecendo a atividade microbiana.
Malik et al., (2012), concluíram que o efeito das
adubações sobre o Pm são temporários, se estendendo até a
estabilização da atividade microbiana e diminui assim que as
formas facilmente oxidadas de nutrientes se esgotam.
Bünemann et al. (2013) perceberam pulsos de P e C orgânico
no solo quando há secagem do solo e concluíram que estes
pulsos sumiam assim que o solo era reumidecido devido a
BMS se utilizar destes nutrientes imobilizando-os.
Figura 2 - Variação temporal dos teores de fósforo microbiano
na camada de 0-10 cm do solo em área de campo nativo e em
áreas que receberam fertilização, médias de cada amostragem e
balanço hídrico do período.
180
200
Com fertilização
Campo Nativo
P-ETP
160
150
100
120
100
50
80
0
60
40
Balanço hídrico (mm)
Pm mg.kg-1
140
-50
20
0 10 24
58
90
135
Dias após a aplicação dos tratamentos
202
P-ETP: Pluviosidade menos evapotranpiração potencial. As barras de erro
representam o erro padrão das observações.
Fonte: Autor.
43
De maneira geral, aos 202 dias após a aplicação dos
tratamentos foram observados os maiores teores de Pm, assim
como no CN. Pela semelhança com o CN, esse comportamento
dos tratamentos provavelmente está relacionado com as
variáveis ambientais, mas cabe lembrar que essa coleta foi
realizada no período de pós-colheita do milho. Por isso, o
aumento no teor de Pm foi acompanhado pelo aumento na
concentração de C-lábil e redução do N-lábil do solo (ver
tabela 5).
44
Tabela 5. Fósforo disponível extraído por resina trocadora de
ânions (Pres), carbono lábil (C-lábil) e nitrogênio lábil
(N-Lábil) na camada de 0-10 cm do solo em área de
campo nativo e em áreas que receberam fertilizantes
orgânicos ou minerais, com e sem uso de inibidor de
nitrificação.
NPK
Dias
0
10
24
58
90
135
202
Dias
0
10
24
58
90
135
202
Dias
0
10
24
58
90
135
202
NPK+IN
DLS
DLS+IN
TEST
CN
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – Pres (mg.kg-1) – – – – – – – – – – – – – – – – –
34
129,5
101,9
126,9
117,2
101
147,4
108,3 a
NPK
52,1
138,6
143,2
109,2
117,2
104,4
102,7
109,6 a
NPK+IN
41,9
131
79,5
127,8
102,5
94,8
126,2
100,5 ab
DLS
43,7
88,1
49,5
122
86,4
86,2
102,8
82,7 b
DLS+IN
39,3
37,2
41,3
78,9
71,8
47,4
51,2
52,4 c
TEST
42,3
42,1
39,9
71,7
64,8
70,5
49,5
42,2 B
104,9 A
83,1 A
113,0 A
99,0 A
86,8 A
106,1 A
CN
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – C-Lábil (g.kg-1) – – – – – – – – – – – – – – –
1,9 aAB
1,1 aB
1,2 aD
1,3 aC
1,8 aBC
1,2
1,5 D
1,5 bAB
2,4 abB
3,7 aA
3,8 aA
2,0 bBC
1,9 2,7 ABC
3,0 bA
4,8 aA
2,0 bC
2,7 bAB
2,3 bABC
4,8
3,0 AB
2,2 bAB
4,5 aA
1,3 bcCD
1,3 bcC
0,9 cC
0,8
2,0 CD
0,8 aB
1,3 aB
1,4 aCD
2,1 aBC
1,8 aBC
1,4
1,5 D
1,8 bAB
1,7 bB
2,9 aB
3,2 aAB
2,7 aAB
3,1
2,5 BC
3,1 abA
3,0 bAB
3,4 abAB
3,7 aA
3,5 abA
3,3
3,3 A
2,0 c
2,7 a
2,3 abc
2,6 ab
2,1 bc
CN
NPK
NPK+IN
DLS
DLS+IN
TEST
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – N-Lábil (mg.kg-1) – – – – – – – – – – – – – –
33 abB
47 aA
39 abA
44 abA
28 bA
40
38 A
45 aA
42 aAB
37 aAB
34 aB
21 bABC
28
36 A
22 aC
23 aC
26 aBC
23 aC
21 aABC
30
23 BC
28 aBC
31 aBC
14 bC
13 bD
14 bC
17
20 CD
12 bD
19 aC
19 aC
20 aCD
19 aBC
24
18 D
20 aCD
19 aC
18 aC
21 aCD
20 aBC
20
20 CD
23 aC
26 aC
26 aBC
26 aC
27 aAB
31
26 B
26 b
30 a
26 b
26 b
22 c
NPK: Adubação mineral; NPK+IN: Adubação mineral mais inibidor da
nitrificação; DLS: Dejeto líquido de suínos; DLS+IN: Dejeto líquido de
suínos mais inibidor da nitrificação; TEST: Testemunha sem adubação; CN:
Campo Nativo; : Média; Letras iguais, minúsculas na linha e maiúsculas
na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10).
Fonte: Autor.
45
O incremento de resíduos culturais ao solo,
principalmente pela morte das raízes elevou a concentração de
C-lábil e, adicionalmente, a boa disponibilidade hídrica nesta
época estimulou a BMS. Como resposta, a BMS imobilizou
altos teores de P, chegando a atingir 127,1 mg kg-1 no
tratamento NPK+IN e exaurindo as reservas de N-lábil, por
este ser essencial a decomposição.
A utilização de fontes orgânicas (DLS e DLS+IN) não
alterou significativamente o conteúdo de Pm. Apesar de ser
uma fonte orgânica, os teores totais de carbono no DLS não são
suficientes para exercer influência duradoura sobre a atividade
microbiana e, consequentemente, ao Pm, quando aplicados
uma única vez, como neste estudo. Outro fator que corrobora
com este resultado é o teor elevado de MO inicial do solo (ver
Tabela 1.), mostrando que a disponibilidade de C podia não ser
um fator limitante. Assim, por ser uma área conduzida sob SPD
e os solos da região possuir naturalmente teores elevados de
MO, há boa disponibilidade de compostos carbônicos
facilmente oxidáveis (Santos e Tomm, 2003; Heinze et al,.
2011), sendo que estes passam a não ser limitantes à atividade
microbiana. Venzk Filho (2003), estudando a BMS em áreas
sob SPD com 12 e 22 anos concluiu que o tempo de adoção do
manejo empregado deve ser considerado quando para este tipo
de estudo. Turner et al., (2013) estudando a BMS em floresta
com 10 anos de adição de N, P e potássio (K) encontrou
correlação positiva entre esta e a MO do solo.
Outra questão importante a ser ressaltada e que suporta
os dados de Pm aqui obtidos é a alta disponibilidade de P na
área de estudo. Na Tabela 5 é mostrado que o solo tinha 39,3
mg kg-1 de P por resina trocadora de ânions no tratamento
testemunha e, segundo a CQFS-RS/SC (2004), o teor é
considerado alto quando está acima de 20 mg kg-1 de P. Assim,
como o solo tinha altas reservas de P disponível, a BMS não
respondeu à adição de P pelos tratamentos com NPK ou DLS.
Contudo, como observado na Tabela 5, a adição de P provocou
46
aumento dos teores de P disponível por resina, conforme
esperado.
Em áreas onde há limitação nutricional ou mesmo
ambiental para os microrganismos, como baixos teores de
umidade, MO, P e N espera-se respostas mais proeminentes da
adição de fertilizantes sobre a atividade microbiana e os teores
de Pm, principalmente quando utilizado fontes orgânicas por
adicionarem P e C concomitantemente estimulando a BMS.
Assim como, Malik et al., (2012) estudando solos do semiárido
da Austrália com baixo teor de MO (11 g.kg-1) concluíram que
a adição de resíduos e fertilizantes orgânicos estimula a BMS
pela adição conjunta de P e C em frações lábeis, sendo este
efeito temporário. Esse resultado é concordante com os de
Morais, (2013), que utilizou fertilizantes organominerais em
um Nitossolo (2,1 mg.kg-1 P) e observou incremento no Pm.
Deste modo, pode-se esperar influência das fontes de adubação
e do manejo empregado sobre a atividade da BMS e os teores
de Pm, quando estes alterarem os teores de MO das frações
mais lábeis de MO. Ainda, resultados podem surgir quando a
intervenção eliminar alguma limitação à BMS, como a
calagem, que estimulou o acúmulo de Pm em estudo realizado
por Barroti & Nahas (2000).
Neste trabalho, a ausência de resposta para o Pm,
mesmo com adição de P em formas orgânicas e inorgânica está
de acordo com Koutika et al., (2013), pois estes autores
concluíram que a adição de P de fontes orgânicas ou
inorgânicas não aumenta o Pm em solos com alta capacidade
de adsorção de P e baixos teores de P, pela rápida reação do
mesmo com o solo. Por outro lado, estes autores observaram
que independente da fonte utilizada há acréscimo no fósforo
disponível extraído por resina trocadora de ânions (Pres),
corroborando com os resultados encontrados neste estudo, ver
Tabela 5. Houve diferença entre as fontes para a variável Pres,
onde todas foram superiores à testemunha e as fontes minerais
(NPK e NPK+IN) foram superiores ao tratamento DLS+IN,
47
não havendo para Pres interação entre tratamento e tempo. As
fontes orgânicas são semelhantes, no entanto a menor média de
Pres do tratamento DLS+IN pode estar relacionado à utilização
de inibidor microbiano.
Em relação ao C-lábil, a primeira coleta após a
aplicação dos tratamentos (10 dias), diferiu apenas entre as
fontes orgânicas (DLS e DLS+IN) e a testemunha. Nestes
tratamentos o conteúdo de C-lábil chegou a triplicar, sendo os
únicos a se diferirem dos valores iniciais, mesmo assim, a
magnitude desta alteração não influenciou o conteúdo de Pm
nesta data. Podendo-se inferir, que para as condições de
condução do estudo, a correlação entre C-lábil e Pm foi baixa,
principalmente nas primeiras coletas.
A utilização de DCD como inibidor da nitrificação (IN)
não teve influência sobre o conteúdo de Pm,
independentemente de ser aplicado conjuntamente a uma fonte
mineral ou orgânica de nutrientes, NPK+IN e DLS+IN,
respectivamente. Normalmente a utilização de inibidores
microbianos como a dicianodiamida (DCD) têm influência
sobre a BMS apenas nas primeiras coletas, pois o efeito do
DCD não ultrapassa aos 30 dias após sua aplicação, por este ser
degradado facilmente no solo (Di & Cameron, 2004;
Marcelino, 2009). No entanto, a fonte NPK+IN foi a única a
diferir da testemunha aos 24 dias, tempo no qual o IN ainda
teria efeito sobre a BMS. Guo et al., (2013) estudando a
aplicação de DCD em pastagens na Nova Zelândia concluíram
que, a aplicação deste inibidor tem pouco ou nenhum efeito
sobre a BMS, mesmo após longos períodos de aplicação. Em
experimento semelhante O’Callaghan et al., (2010) chegaram à
mesma conclusão, porém ambos os estudos avaliaram a
comunidade microbiana em diversidade e conteúdo de N, não
havendo até então resultados sobre a interferência do IN sob o
Pm.
48
6.2 APROVEITAMENTO DO FÓSFORO MICROBIANO
DO SOLO PELAS PLANTAS CULTIVADAS
Apesar de muitos estudos concordarem com a
importância da BMS para o ciclo do P, bem como, a
importânica do Pm como compartimento de P-lábil (Gatiboni
et al. 2007; Rhenheimer et al., 2008; Turner et. al., 2013; Tuner
& Wright, 2014) nada foi encontrado na literatura sobre a
contribuição direta do Pm para a nutrição das plantas
cultivadas. Na tentativa de observar e quantificar a capacidade
das plantas em absorverem o P oriundo da BMS apartir de sua
morte, se conduziu o presente experimento. O solo utilizado
apresentava teores muito baixos de P disponível, segundo
CQFS-RS/SC (2004) (ver tabela 3), e 20,4 mg.kg-1 de Pm. A
utilização de solo com teor inicial de P muito baixo teve o
intuito de criar um pulso de P com a morte da BMS, visto que
em solos com teores adequados de P disponível a contribuição
do Pm para a nutrição das plantas cultivadas seria baixa
(Brookes et al.,1982; Matsuoka et al., 2003; Cleveland &
Liptzin, 2007), como observado no experimento um.
A aplicação de biocida ocorreu assim que as plantas de
trigo iniciaram o perfilhamento, período o qual as reservas de P
da semente são exauridas e há grande demanda pelo nutriente
(Boatwright &Viets, 1966). As médias de Pm do solo em
função da aplicação ou não do biocida são apresentados na
Figura 3. A aplicação ou não de biocida não alterou as médias
de Pm, sendo encontrada apenas diferença nos tempos de
coleta, não houve interação entre aplicação de biocida e tempo
para esta variável, ficando evidente que não se conseguiu um
pulso de P com a aplicação do mesmo. A grande variabilidade
observada entre repetições (CV = 32,62) pode ter relação com
a ausência de resposta. Outro fator importante é que as três
primeiras coletas foram realizadas com o solo próximo a
saturação de água, o que dificultou a amostragem e respectiva
análise do Pm. No sétimo dia após a aplicação dos tratamentos,
49
o teor de Pm foi superior que aos 0, 1 e 3 dias, os quais não se
diferiram entre si. Isso ocorreu provavelmente pela melhor
aeração do solo no último período de coleta, estimulando a
BMS, que é normalmente predominantemente aeróbica.
A saturação do solo é responsável por uma série de
alterações químicas, entre elas a auto-calagem e a redução do
Fe+2 a Fe+3, fator que eleva o pH e aumenta a disponibilidade
de P por libera-lo dos óxidos de Fe e Al (Meurer, 2007). Com
isso, no sétimo dia após a aplicação dos tratamentos o solo se
encontrava possivelmente com melhor disponibilidade de P,
junto a isso, a maior aeração do mesmo, devido à redução da
umidade, estimulou a BMS a imobilizar quantidade superior do
nutriente nesta data.
Figura 3 - Variação temporal dos teores de fósforo microbiano
do solo em função da aplicação ou não de biocida.
70
aA
60
Com Biocida
Sem BIocida
aA
-1
Pm (mg Kg )
50
40
30
aB
20
aB
aB
aB
aB
aB
10
0
0
1
3
Dias após a aplicação dos tratamentos
7
Letras iguais, minúsculas no mesmo dia de coleta e maiúsculas em dias de
coleta distintos, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10). As
barras de erro representam o erro padrão das observações.
Fonte: Autor.
50
A imobilização de P pela BMS aos 7 dias pode ter
contribuído para reduzir a disponibilidade de P para as plantas,
que apresentaram redução nos teores de P nos tecidos com o
passar do tempo (Figura 4). Bünemann et al. (2013) concluíram
em seu estudo que o pulso de P oriundo da lise celular da BMS
pode ser aproveitado pelas plantas se esta tiver capacidade de
absorvê-lo antes que seja adsorvido ao solo, imobilizado pela
BMS novamente ou lixiviado. Adicionalmente, Koutika et al.,
(2013) concluíram que em solos com alta capacidade de
adsorção de P, como o utilizado para este experimento, o Pm
liberado na solução do solo é readsorvido rapidamente,
podendo não ser utilizado pela planta.
Os teores de P na parte aérea das plantas foram
superiores nas amostragens aos, 0 e 1 dia após a aplicação dos
tratamentos, comparativamente as amostragens aos 3 e 7 dias.
Mesmo assim, sempre estiveram abaixo do nível considerado
adequado, entre 200 a 300 mg.kg-1 (CQFS-RS/SC, 2004)
provavelmente pela baixa disponibilidade de P do solo.
51
Figura 4 - Variação temporal dos teores de fósforo em parte
aérea (a) e raiz (b) em plantas de trigo cultivadas em solo
submetido à aplicação ou não de biocida em quatro épocas de
amostragem
140
(a)
Com Biocida
Sem Biocida
120
aA
P (mg.kg-1)
aA
aA
100
aA
aB
aB
aB
aB
80
60
40
20
0
0
1
3
7
Dias após a aplicação dos tratamentos
160
(b)
Com Biocida
Sem Biocida
140
120
aA
aA
aA aA
aAB
aB
P (mg.kg-1)
aAB
100
aB
80
60
40
20
0
0
1
3
7
Dias após a aplicação dos tratamentos
Letras iguais, minúsculas no mesmo dia de coleta e maiúsculas em dias de
coleta distintos, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10). As
barras de erro representam o erro padrão das observações.
Fonte: Autor.
52
Os teores de P nas raízes das plantas tiveram
comportamento semelhante aos da parte aérea, sendo as duas
primeiras coletas aos 0 e 1 dia superiores a quarta coleta aos 7
dias, tendo a coleta aos 3 dias valores intermediários. Estes
resultados deixam clara a redução nos teores de P com o passar
do tempo, provavelmente pela diluição devido ao crescimento
das plantas, principalmente em relação à parte aérea destas. A
variação temporal da matéria seca de parte aérea e raiz das
plantas de trigo no decorrer do tempo são apresentadas na
Figura 5.
A matéria seca de parte aérea aumentou no decorrer do
tempo, sendo a única variável analisada que apresentou
interação entre aplicação de biocida e tempo de coleta. A
aplicação de biocida afetou negativamente a matéria seca da
parte aérea na segunda época de amostragem, 1 dia após a
aplicação dos tratamentos, que se diferiu do tratamento
controle, sem aplicação de biocida. Já na quarta época de
amostragem, aos 7 dias, a matéria seca da parte aérea no
tratamento com aplicação de biocida foi superior ao tratamento
sem aplicação, nas demais épocas não houve diferença. Em
relação ao tempo, houve incremento na matéria seca de parte
aérea nos tratamentos com aplicação de biocida, sendo as duas
primeiras coletas (0 e 1 dia) inferiores a última coleta aos 7
dias. Já para o tratamento sem aplicação de biocida não houve
diferença no decorrer do tempo para a variável matéria seca de
parte aérea.
Para matéria seca de raiz não houve diferença entre
aplicação ou não de biocida e interação entre aplicação de
biocida e tempo, ocorrendo apenas diferença em relação ao
tempo após aplicação dos tratamentos. Ao contrário do que
ocorre com a matéria seca de parte aérea, a matéria seca de raiz
reduziu no decorrer do tempo. O resultado encontrado no dia
da aplicação do biocida (0 dias) para matéria seca de raiz foi
superior ao encontrado, aos 1 e 7 dias os quais não se
diferiram. Em situação de deficiência nutricional há
53
translocação de fotoassimilados das partes com maiores
reservas para as áreas com maior demanda, como folhas
jovens, no intuito de manter a produção energética da planta
(Taiz & Zeiger, 2004; Floss, 2011). Deste modo, a redução da
matéria seca de raiz com o passar do tempo é justificável, pois
as reservar energéticas da raiz foram translocadas para a parte
aérea que se encontrava em fase de intensa divisão e expansão
celular.
54
Figura 5 - Variação temporal da matéria seca de parte aérea (a)
e raiz (b) de plantas de trigo cultivadas em solo submetido à
aplicação ou não de biocida, em quatro épocas de amostragem.
3,0
(a)
Com Biocida
Sem Biocida
aB
2,5
-1
Matéria Seca (g vaso )
aAB
aA
2,0
bB aA
aA
aA
bA
1,5
1,0
0,5
0,0
0
1
3
7
Dias após a aplicação dos tratamentos
6
(b)
Com Biocida
Sem Biocida
aA
-1
Matéria Seca (g vaso )
5
4
aA
aAB aAB
3
aBC
aBC
aC aC
2
1
0
0
1
3
7
Dias após a aplicação dos tratamentos
Letras iguais, minúsculas no mesmo dia de coleta e maiúsculas em dias de
coleta distintos, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10). As
barras de erro representam o erro padrão das observações.
Fonte: Autor.
55
O P absorvido pelas plantas (Figura 6) encontrado na
parte aérea das mesmas aumentou no decorrer do tempo,
acompanhando a mesma tendência encontrada para a massa
seca. Ou seja, o tratamento com aplicação de biocida foi
inferior ao sem aplicação na segunda coleta e superior na
última, não havendo diferença nas demais. O tratamento sem
aplicação de biocida não teve efeito sobre a quantidade de P
absorvido no decorrer do tempo. No entanto, o tratamento com
aplicação de biocida proporcionou incremento no P absorvido
no decorrer do tempo, sendo as médias das duas primeiras
coletas inferiores a da última. Como não foi observada
diferença nas médias de Pm nos tratamentos (Figura 3) está
variação na absorção de P não pode ser atribuída ao P oriundo
da BMS.
Por lado, o P absorvido e encontrado nas raízes teve o
mesmo comportamento, independentemente da aplicação ou
não de biocida, os quais não se diferiram em qualquer tempo.
Contudo houve redução na quantidade total de P nas raízes no
decorrer do tempo, com a primeira coleta se diferindo da
última (0 dias e 7 dias respectivamente), as coletas aos 1 e 3
dias não se diferiram, apresentando valores intermediários.
Este comportamento foi similar ao encontrado para a massa
seca de raiz, discutido anteriormente. Por não ter sido
encontrado maiores dificuldades na separação de raízes em
qualquer tempo se atribui esta redução a retranslocação de P
das raízes para a parte aérea.
Portanto, vale frisar que não houve comprovadamente
participação do P oriundo da BMS para a nutrição das plantas
de trigo para as condições de condução do estudo.
56
Figura 6 - Fósforo absorvido pela parte aérea (a) e raiz (b) de
plantas de trigo cultivadas em solo submetido à aplicação ou
não de biocida, em quatro épocas de amostragem.
0,14
(a)
0,10
-1
P absorvido (g vaso )
0,12
Com Biocida
Sem Biocida
aA
aA
aBC aA
aAB
aA
bA
bC
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
0
1
3
Dias após a aplicação dos tratamentos
7
0,6
(b)
aA
Com Biocida
Sem Biocida
P absorvido (g vaso-1)
0,5
0,4
aA
aB aB
0,3
aB
aB
0,2
aC aC
0,1
0,0
0
1
3
7
Dias após a aplicação dos tratamentos
Letras iguais, minúsculas no mesmo dia de coleta e maiúsculas em dias de
coleta distintos, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,10). As
barras de erro representam o erro padrão das observações.
Fonte: Autor.
57
7 CONCLUSÕES
O conteúdo de P imobilizado pela biomassa microbiana
do solo em área sob sistema plantio direto é variável durante o
ano, respondendo positivamente a aplicação de nutrientes
independentemente da fonte utilizada ser orgânica, como o
dejeto líquido de suínos, ou mineral, como o fertilizante NPK.
As condições edáficas, como disponibilidade hídrica e
temperatura, são responsáveis pela maior parte das variações
encontradas na imobilização microbiana de P.
O uso de inibidor microbiano, como o inibidor da
nitrificação dicianodiamida, não afeta a imobilização
microbina de P, independentemente de ser aplicado
conjuntamente a uma fonte orgânica ou mineral.
Não foi possível nas condições de condução do estudo
determinar a contribuição do P oriundo da biomassa
microbiana do solo, quando de sua morte, para a nutrição das
plantas cultivadas.
58
59
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Maiores esforços são necessários para elucidar a
contribuição direta da biomassa microbiana na disponibilização
de P para as plantas, principalmente em sistemas agricolas
onde há adição de fertilizantes. Os resultados aqui obtidos
sugerem que em sistemas fertilizados a influência do Pm é
pequena, porém estudos como o conduzido em casa-devegetação, mas com avaliações durante um período maior do
que sete dias podem auxiliar nessa verificação.
60
61
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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73
9 APÊNDICE
Apêndice A - Variação temporal dos teores de fósforo
microbiano na camada de 0-10 cm do solo em área de campo
nativo e em áreas que receberam fertilizantes orgânicos ou
minerais, com e sem uso de inibidor de nitrificação.
180
160
140
-1
P (mg.kg )
120
NPK
NPK+IN
DLS
DLS+IN
TEST
CN
100
80
60
40
20
0
0
10
24
58
90
135
202
Dias após a aplicação dos tratamentos
NPK: Adubação mineral; NPK+IN: Adubação mineral mais inibidor da
nitrificação; DLS: Dejeto líquido de suínos; DLS+IN: Dejeto líquido de
suínos mais inibidor da nitrificação; TEST: Testemunha sem adubação; CN:
Campo Nativo; As barras de erro representam o erro padrão das
observações.
Fonte: Autor.
74