86 - Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental

K. G. Correia et al.
86
Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.9, (Suplemento), p.86-89, 2005
Campina Grande, PB, DEAg/UFCG - http://www.agriambi.com.br
Relações hídricas e produção em planta
s
plantas
de amendoim irrigadas com águas salinas 1
Karina G. Correia2; Pedro D. Fernandes3; Hans R. Gheyi3; Luis N. Rodrigues4 & Aparecida R. Nery5
1
2
3
4
5
Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor apresentada à UFCG. Campina Grande, PB.
DEAg/CCT/UFCG. Campina Grande, PB. CP 10037 – CEP 58109-970. E-mail: [email protected]
DEAG/CTRN/UFCG. E-mail: [email protected]; [email protected]
Doutorando em Eng. Agrícola/CTRN/UFCG.
Estudante de Agronomia – CCA/UFPB, CEP- 58397-000. Areia, PB.
Protocolo 97
Resumo: A presença de sódio na água de irrigação provoca, quase sempre, redução no crescimento
das plantas em função das modificações no balanço de íons, potencial hídrico, fechamento
estomático, na nutrição mineral e eficiência fotossintética. O presente trabalho foi conduzido com
o objetivo de se estudar o efeito da salinidade da água de irrigação na cultura do amendoim, em
casa de vegetação. Testaram-se cinco níveis de condutividade elétrica da água de irrigação (0,4;
1,5; 3,0; 4,5 e 6,0 dS m-1, a 25 ºC) em duas cultivares BR-1 e L-7, sob arranjo fatorial 5x2, em
delineamento inteiramente casualizado, com 6 repetições. Avaliaram-se o teor, o consumo e a
eficiência de uso de água, bem como o número de frutos e a fitomassa de partes da planta que,
no geral decresceram com o aumento da salinidade. No maior nível de salinidade o número de
frutos decresceu 11,36%, a fitomassa de frutos, de sementes e de 10 sementes diminuíram em
16,68, 17,87 e 36,48%, respectivamente.
Pala
vr
as-cha
ve: Arachis hypogaea L, estresse salino, eficiência do uso da água
alavr
vras-cha
as-chav
Water rrelationships
elationships and yield o
off peanut
cr
op irrigated with saline w
ater
s
crop
water
aters
Abstract: The presence of sodium in irrigation water affects plant growth due to modifications
in ionic balance, water potential, mineral nutrition, photosynthetic efficiency and carbon allocation.
The study was carried out under greenhouse conditions to verify the effects of irrigation water
salinity on behavior of peanut crop. Five levels of irrigation water salinity in terms of electrical
conductivity were tested (0.4; 1.5; 3.0; 4.5 and 6.0 dS m-1, at 25 °C) in two cultivars, BR-1
and L-7. The study was conducted in a 5x2 completely randomized factorial design, with six
replications. The water content, consumption and water use efficiency were evaluated as well as
the number of fruits and phytomass that, in general, decreased with increasing water salinity. In
the highest salinity level, the number of fruits was reduced by 11.36%; fruit, seed and 10 seed
phytomass decreased by 16.68, 17.87 and 36.48%, respectively.
Key w
or
ds: Arachis hypogaea L., saline stress, production, water use efficiency
wor
ords:
INTRODUÇÃO
A salinidade é um problema que atinge cerca de 50 dos 230
milhões de hectares da área irrigada do globo terrestre,
trazendo sérios prejuízos para a produção agrícola,
principalmente nas regiões áridas e semi-áridas, onde cerca
de 25% da área irrigada já se encontram salinizados (FAO,
2000). No Brasil, aproximadamente nove milhões de hectares
são afetados pela presença de sais, cobrindo sete Estados. A
maior área afetada está localizada no Estado da Bahia (44% do
total), seguido pelo Estado do Ceará, com 25% da área total
do País (Gheyi & Fageria, 1997).
R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, Campina Grande, v.9, (Suplemento), p.86-89, 2005
A presença de sais de sódio no solo provoca redução
generalizada do crescimento das plantas cultivadas, com sérios
prejuízos para a atividade agrícola. A redução no crescimento é
conseqüência de respostas fisiológicas, incluindo-se
modificações no balanço de íons, potencial hídrico, nutrição
mineral, fechamento estomático, eficiência fotossintética e
alocação de assimilados (Flower et al., 1986; Bethke & Drew,
1992).
A salinidade na rizosfera acarreta redução na permeabilidade
das raízes para a água, dando origem ao estresse hídrico. A
componente osmótica resulta das elevadas concentrações de
sais dissolvidos na solução do substrato, os quais reduzem o
Relações hídricas e produção em plantas de amendoim irrigadas com águas salinas
potencial osmótico desta solução diminuindo, conseqüentemente, a disponibilidade da água para a planta. O efeito
iônico, por outro lado, refere-se aos íons absorvidos pelas
plantas, os quais podem provocar desequilíbrio iônico e/ou
efeitos tóxicos para o metabolismo da planta (Willadino &
Câmara, 2004). Em conseqüência, as plantas fecham os
estômatos para reduzir as perdas de água por transpiração,
resultando em uma taxa fotossintética menor, o que constitui
uma das causas do reduzido crescimento das espécies sob
condições de estresse salino (O’Leary, 1971).
Além deste fato, o NaCl afeta a síntese e a translocação
para a parte aérea da planta de hormônios sintetizados nas
raízes, indispensáveis para o metabolismo foliar (Prisco, 1980).
A escassez de água, em algumas localidades, está exigindo
que águas de qualidade inferior sejam utilizadas,
principalmente, na irrigação. Neste caso, a utilização dessas
águas fica condicionada à tolerância das culturas à salinidade
e ao manejo de práticas como irrigação e adubação, com vistas
a se evitar impactos ambientais, com conseqüentes prejuízos
às culturas e à sociedade. Com isto, este trabalho teve como
objetivo avaliar o efeito da salinidade da água de irrigação
sobre a eficiência do uso da água e produção de duas cultivares
de amendoim.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido em vasos na casa de
vegetação do Departamento de Engenharia Agrícola do Centro
de Tecnologia e Recursos Naturais da Universidade Federal
de Campina Grande, PB, com as seguintes coordenadas
geográficas: 7°15’18’’ de latitude Sul, 35°52’28’’ de longitude
Oeste do meridiano de Greenwich e altitude de 550m, durante o
período de 03 de junho a 15 de setembro de 2004.
Sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.), safra de
2003, das cultivares BR–1 e L-7, procedentes do Banco Ativo
de Germoplasma – BAG, pertencente à EMBRAPA Algodão –
(CNPA), Campina Grande, PB, foram utilizadas e estudado o
efeito de cinco níveis de salinidade da água de irrigação (N0 –
0,4 dS m-1 água do sistema de abastecimento; N1 – 1,5 dS m-1;
N2 – 3,0 dS m-1; N3 – 4,5 dS m-1 e N4 – 6,0 dS m-1) nas cultivares
BR-1 e L-7, compondo um arranjo fatorial 5x2 em delineamento
experimental inteiramente casualizado, com seis repetições.
As águas foram preparadas a partir de NaCl adicionado à
água do sistema de abastecimento local, de acordo com os
tratamentos, cuja quantidade utilizada no preparo das águas
de irrigação foi determinada de forma a se obter a CEa do
respectivo tratamento, conferindo-se o seu valor com o auxílio
de um condutivímetro portátil.
Durante o período experimental, as irrigações foram feitas
com base no volume de água consumido pela cultura, com o
devido controle do volume drenado. A colheita foi realizada
aos 105 dias após semeadura (DAS), quando os frutos estavam
no estágio apropriado, considerando-se o ciclo das cultivares
de 93 dias, em média. Avaliou-se o teor de água (TA) das partes
da planta com base na fitomassa seca, pela relação [(FF-FS)/
FS]*100 , em que FF e FS correspondem às fitomassas fresca e
seca da parte da planta, respectivamente.
87
De acordo com Doorenbos & Kassan (2000), a eficiência
do uso da água pode ser determinada tanto para a
produtividade biológica, como para a produtividade de frutos;
neste caso, a eficiência do uso da água foi determinada em
relação à produção de frutos, através da relação entre o peso
total de frutos (g) e o consumo de água (m3) durante o ciclo da
cultura, por planta.
As variáveis de produção analisadas foram: o número e
matéria seca dos frutos, total de sementes e o peso de 10
sementes. Para obtenção das fitomassas utilizou-se de estufa
de circulação forçada de ar, a 60 ºC, para secagem, pesando-as,
em seguida, em balança eletrônica com precisão de 0,0001 g.
Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância
pelo teste “F” e regressão polinomial. Para o fator “cultivar”,
por ser qualitativo, aplicou-se o teste de Tukey para
comparação das médias, ao nível de 5% de probabilidade,
utilizando-se do programa SAS (SAS Institute, 2000).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apesar dos níveis de salinidade da água de irrigação não
terem afetado, significativamente, o teor de água dos caules
(TAC), observou-se redução linear do teor de água das folhas
(TAFls) e incremento do teor de água dos frutos (TAFts)
(Tabela 1 e Figura 1). Para o fator cultivar, não houve efeito
significativo (p<0,05), mas, quanto ao teor de água dos frutos
(TAFts) foi significativa a interação (NS x CV) .
Segundo a equação matemática obtida (Figura 1A), o
decréscimo relativo por aumento unitário da CEa foi da ordem
de 4,5% para o teor de água das folhas. Como houve efeito
significativo da interação (NS x CV) sobre o teor de água nos
frutos, efetuou-se o desdobramento dos dados, constatandose terem sido afetadas ambas as cultivares (p<0,05); o modelo
matemático que melhor se ajustou foi o linear, com acréscimo
da ordem de 9,13% na cultivar BR-1 e de 11,49% na cultivar L7, por aumento unitário da CEa (Figura 1B).
O teor de água exprime o estado de turgidez da planta;
acréscimos no turgor observados nas folhas e nos frutos
mostram que, mesmo em condições de salinidade, as plantas
de amendoim das cultivares estudadas conseguem absorver
suficiente quantidade de água. Esta capacidade de adaptação
Tabela 1. Resumo da análise de variância para as variáveis teor
de água nas folhas (TAFls), no caule (TAC) e nos frutos
(TAFts), em função da condutividade elétrica da água de
irrigação (CEa) aos 105 DAS
FV
NS (CEa)
R.Linear
R.Quadr
D. Reg
CV
NSxCV
Resíduo
CV (%)
GL
4
1
1
3
1
4
50
Quadrados Médios
TAFls
TAC
TAFts
889,462**
2956,330**
69,209ns
200,505 ns
52,924 ns
144,499 ns
168,383
18,71
77,981 ns
69,421 ns
80,678 ns
54,302
9,94
2094,419**
8216,926**
16,955 ns
53,582 ns
15,638 ns
34,093*
12,267
4,82
(*) Significativo em nível de 5 % de probabilidade. (**) Significativo em nível de 1 % de probabilidade.
(ns) Não significativo
R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, Campina Grande, v.9, (Suplemento), p.86-89, 2005
K. G. Correia et al.
88
TAFls (%)
A.
90
y = - 3,55x + 80,28 R2 = 0,86
80
70
60
50
B
B
B.
100
TAFts. (%)
90
BR-1
y = 5,37x + 56,65
R2 = 0,98
L-7
y = 6,33x +52,59
R2 = 0,97
80
70
60
50
0,0
1,5
3,0
4,5
6,0
CEa (dS m -1)
Figura 1. Teor de água nas folhas (TAFls.) e frutos (TAFts.) do
amendoim em função da condutividade elétrica da água de
irrigação, aos 105 dias após semeadura (105 DAS)
Consumo de água (L)
é muito útil e permite a seleção das cultivares mais tolerantes,
quando não se pode manter a salinidade do solo em nível de
tolerância da planta que se cultiva.
Esses resultados podem estar associados ao ajustamento
osmótico, isto é, à redução do potencial osmótico celular pelo
acúmulo de solutos orgânicos, o que contribui na manutenção
da absorção de água e turgescência celular, permitindo a
ininterrupção de processos fisiológicos, como abertura
estomática, fotossíntese e expansão celular (Serraj & Sinclair,
2002).
Quanto ao consumo médio de água pelas plantas,
constatou-se efeito linear da salinidade no decorrer de todo o
ciclo, decrescendo à medida que aumentaram os níveis de
condutividade elétrica da água de irrigação; foi maior a exigência
hídrica no nível mais baixo de salinidade. O consumo de água
diminuiu 8,71% por aumento unitário da CEa (Figura 2).
Aumentando a condutividade elétrica da água (CEa),
aumenta-se também, a tensão necessária para que a planta a
absorva do solo, por se tornar mais negativo o seu potencial
hídrico; conseqüentemente, o vegetal terá maior dificuldade
22
20
18
16
14
12
10
y = 21,834 - 1,653x
R2 = 0,97
0,0
1,5
3,0
4,5
6,0
CEa (dS m -1 )
Figura 2. Consumo médio de água pelas plantas de amendoim
durante todo o período experimental, em função da
condutividade elétrica da água de irrigação
R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, Campina Grande, v.9, (Suplemento), p.86-89, 2005
para utilizar essa água, que apesar de sua presença no solo,
não está prontamente disponível para as plantas (Rhoades &
Loveday, 1990; Tester & Davenport, 2003).
O efeito osmótico pode ser claramente constatado no
presente trabalho, pois o consumo de água pelo sistema soloplanta decresceu com o aumento da condutividade elétrica da
água de irrigação, uma vez que a concentração salina, próxima
à zona radicular, reduz a absorção e o fluxo de água na planta
devido ao efeito osmótico. Uma outra explicação para a redução
do consumo de água decorrente do estresse salino, é o fato de
as plantas reduzirem o número de folhas e a superfície foliar,
uma adaptação para diminuir a transpiração (Tester &
Davenport, 2003).
Santana et al. (2003), trabalhando com a cultivar ESAL 686
de feijão, em condições de salinidade, verificaram decréscimo
no consumo de água pela cultura com o aumento da
concentração de sais na água de irrigação.
Os dados de eficiência de uso de água e da produção de
frutos da cultura estão apresentadas na Tabela 2, verificandose redução progressiva com o aumento dos níveis de salinidade
da água de irrigação. Segundo a equação obtida, o decréscimo
relativo por aumento unitário da CEa foi da ordem de 16,50% e
15,04% para a produtividade e eficiência de uso de água,
respectivamente.
Tabela 2. Valores médios de produtividade e da eficiência de
uso de água (e.u.a.) em plantas de amendoim irrigadas com
água salina
Nível de salinidade
Produção (g)
e.u.a. (kg m-3)
N0
N1
N2
N3
N4
Equação
21,22
19,99
13,33
5,23
2,18
Y=23,90 – 3,70X;
1,0694
1,0292
0,7816
0,3764
0,1783
Y= 1,22 – 0,173X
Os valores obtidos em cada tratamento traduzem a máxima
produção por unidade de água aplicada. Segundo Doorenbos
& Kassan (2000), a e.u.a. para amendoim (fruto seco com casca)
varia de 0,6 a 0,8 kg m-3, valor semelhante ao obtido neste
experimento, no nível de 3,0 dS m-1 (N2), alcançando 1,03 kg m-3
com uso de água de 1,5 dS m-1 (N1).
A produção, com base no número de frutos (NFr), matéria
seca dos frutos (MSFr) e matéria seca das sementes (MSSem)
(Figura 3A, 3B e 3C) sofreu declínio linear de 11,36, 16,68 e
17,87%, respectivamente, por aumento unitário da CEa, estando
essas reduções relacionadas com a sensibilidade do amendoim
à salinidade da água de irrigação.
Conforme estudos de regressão para o peso de 10 sementes
(P10), obteve-se efeito quadrático e decrescente da salinidade,
ocorrendo reduções de 6,04, 16,78, 26,63 e 36,48%, nos níveis
N1, N2, N3 e N4, respectivamente, comparados com N0 (Figura
3D).
A salinidade afeta não só o crescimento, mas, também, a
produção de culturas e a qualidade de frutos, com sintomas
similares ao do estresse hídrico (Tester & Davenport, 2003).
São escassas as informações sobre o efeito da salinidade da
Relações hídricas e produção em plantas de amendoim irrigadas com águas salinas
A.
3. Os efeitos adversos da salinidade se refletem na
diminuição do número de frutos (11,36%), matéria seca dos
frutos (16,68%), das sementes (17,87%) e de 10 sementes
(36,48%) e na eficiência do uso de água.
6,0
NFr.
5,0
4,0
y = - 0,3862x + 5,681 R2 = 0,90
3,0
LITERATURA CITADA
2,0
B.
MS Sem. (g)
20
y = -2,9495x + 17,68 R2 = 0,96
15
10
5
0
C.
MS Sem. (g)
20
y = -2,9495x + 17,68 R2 = 0,96
15
10
5
0
P10 (g)
D.
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
89
y = -0,091x 2 -0,055x +4,1931 R2 = 0,99
0,0
1,5
3,0
4,5
6,0
CEa (dS m -1)
Figura 3. Número de frutos (NFr) (A); matéria seca dos frutos
(MS Fr) (B), matéria seca das sementes (MS Sem) (C) e peso
de 10 sementes (P10) (D) do amendoim em função da
condutividade elétrica da água de irrigação, aos 105 dias após
semeadura (105 DAS)
água e/ou do solo na qualidade de produção; em geral, a
salinidade do solo, causada pela irrigação com água salina ou
pela combinação de fatores água, solo e manejo das culturas,
pode resultar em aumento nos dias para a colheita, redução em
número de frutos, peso dos frutos e sementes, influenciando
diretamente a produção (Rhoades et al., 2000).
CONCLUSÕES
1. A salinidade da água de irrigação reduz a turgescência
foliar e resulta em maior teor de água nos frutos de amendoim,
com acréscimo da ordem de 9,13% na cultivar BR-1 e de 11,49%
na cultivar L-7, por aumento unitário da CEa.
2. O consumo médio de água pelo amendoinzeiro, durante
o período experimental, decresce em função do aumento de
CEa.
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