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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA, MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical DESEMPENHO AGRONÔMICO DO CÁRTAMO SUBMETIDO À COMPACTAÇÃO DO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA EM LATOSSOLO VERMELHO PAMELA PALHANO FERREIRA C U I A B Á - MT 2016
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE AGRONOMIA, MEDICINA VETERINÁRIA E
ZOOTECNIA
Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical
DESEMPENHO AGRONÔMICO DO CÁRTAMO SUBMETIDO À
COMPACTAÇÃO DO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA EM
LATOSSOLO VERMELHO
PAMELA PALHANO FERREIRA
C U I A B Á - MT
2016
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE AGRONOMIA, MEDICINA VETERINÁRIA E
ZOOTECNIA
Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical
DESEMPENHO AGRONÔMICO DO CÁRTAMO SUBMETIDO À
COMPACTAÇÃO DO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA EM
LATOSSOLO VERMELHO
PAMELA PALHANO FERREIRA
Engenheira Agrônoma
Orientadora: Profª. Dra. EDNA MARIA BONFIM-SILVA
Dissertação apresentada à Faculdade de
Agronomia, Medicina Veterinária e Zootecnia, da
Universidade Federal de Mato Grosso, para
obtenção do título de Mestre em Agricultura Tropical.
C U I A B Á – MT2016
Ao meu filho Cauê Palhano razão da minha vida,
Aos meus pais Evelize Palhano e
Edimilson Ferreira pelo apoio incondicional,
Aos meus irmãos Cássio e Jackeline pelo amor e companheirismo.
DEDICO
AGRADECIMENTOS
A Deus pelo dom da vida, por me sustentar todos os dias, sem Ele nada seria
possível.
A Universidade Federal de Mato Grosso e ao Programa de Pós-Graduação
em Agricultura Tropical, pela oportunidade e apoio para cursar o mestrado.
A minha orientadora Profª Dra. Edna Maria Bonfim da Silva pela confiança,
amizade e por sempre estar ao meu lado nessa caminhada de aprendizado.
A Profº Dr. Tonny José Araújo da Silva, coordenado do programa de mestrado
em engenharia agrícola da UFMT campus de Rondonópolis e a sua equipe pelo
apoio e ensinamentos na condução de experimento.
Aos professores do programa de pós-graduação em agricultura tropical pelo
conhecimento repassado.
Aos meus amigos de mestrado que foram fundamentais, Edwaldo Bocuti,
Janaina Miranda, Josilaine Gonçalves e Ludmila Piton vocês foram essenciais.
Aos amigos que fiz durante o experimento, que me acolheram e apoiaram em
Rondonópolis, Cintia Baravieira, Danityelle de Freitas, David Maggi, Hamilton
Weimar e Willian Crisóstomo sem vocês teria sido mais difícil.
Ao querido Adriano Bicioni Pacheco, obrigada por sua disposição, e
conselhos científicos.
Ao querido Jean Marcelo Monteiro Silva, que esteve ao meu lado na
implantação, condução e colheita do experimento, sua ajuda foi primordial para a
realização deste trabalho.
A Núbia Leite, Alessana Schlichting pela força bruta, vocês são feras.
Aos alunos de engenharia agrícola e participantes do Grupo de Estudos em
água e solo GEPAS, pelo auxilio na condução do experimento.
Ao Instituto mato-grossense do Algodão (IMA) por fornecer as sementes que
possibilitaram a realização desse trabalho.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
pela concessão da bolsa de estudo.
A todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste
trabalho.
Agradeço!
DESEMPENHO AGRONÔMICO DO CÁRTAMO SUBMETIDO À COMPACTAÇÃODO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA EM LATOSSOLO VERMELHO
RESUMO - O cártamo é uma alternativa para a produção de óleo de alta qualidade,sendo uma das opções econômicas para cultivo na entressafra. A compactação e abaixa fertilidade dos solos são fatores que podem limitar a produção das culturas.Sendo assim objetivou-se avaliar o desempenho agronômico da cultura do cártamo,gerando informações sobre a interação dos níveis de densidade do solo e as dosesde nitrogênio em Latossolo Vermelho. O experimento foi conduzido em casa devegetação, da Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Rondonópolis, o soloutilizado foi o Latossolo Vermelho distrófico, coletado na profundidade de 0-20 cm,em Cerrado nativo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados emesquema fatorial fracionado 5x5, correspondentes a cinco níveis de compactação(densidades do solo: 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 Mg m-3) e cinco doses de adubaçãonitrogenada (0; 50; 100; 150; e 200 mg dm-3) com quatro repetições, totalizando 52unidades experimentais. Antes da semeadura o solo foi adubado commicronutrientes na dose de 30 mg dm-3, fósforo e potássio ambos na dose de 300mg dm-3, o nitrogênio foi parcelado, sendo a primeira aplicação na semeadura e asegunda aos 30 dias após a emergência. As avaliações foram feitas aos 30, 60 e 83dias após a emergência. As variáveis analisadas foram altura de plantas, diâmetrode caule, número de folhas, massa seca da parte aérea, diâmetro e massa seca decapítulo, desenvolvimento do sistema radicular (em cada camada da unidadeexperimental), leitura SPAD (medida indireta do teor de clorofila), concentração eacúmulo de nitrogênio, densidade do solo e porosidade total. Os resultados foramsubmetidos a análise de variância e quando significativo ao emprego do estudo deregressão com significância 5 % de probabilidade. Não houve interação dascombinações de densidade do solo e doses de nitrogênio no cultivo do cártamo emLatossolo Vermelho, com efeito isolado para ambos os fatores. A compactação dosolo em subsuperfície prejudicou o crescimento da cultura de cártamo reduzindo aaltura das plantas, o número de folhas, o número de capítulos, massa seca da parteaérea, dos capítulos e das raízes, reduziu também o acúmulo de nitrogênio na parteaérea e nos capítulos, reduziu a porosidade total. A adubação nitrogenada aumentouo índice de clorofila, a concentração e acúmulo de nitrogênio na parte aérea e noscapítulos. O volume de raiz por camada e total foi reduzida tanto pela densidadequanto pela adubação nitrogenada.
Palavras-chave: Adubação eficiente, Carthamus tinctorius L., Compactaçãosubsuperficial.
AGRONOMIC PERFORMANCE OF SAFFLOWER SUBMITTED TO THE SOILCOMPACTION AND NITROGEN FERTILIZATION IN OXISOL RED
ABSTRACT - The safflower is an alternative to the high quality oil production, one ofthe economic options for cropping systems. The compaction and low soil fertility arefactors that can limit crop production. So the objective was to evaluate the agronomicperformance of safflower crop, generating information about the interaction of soildensity levels and nitrogen levels in Oxisol red. The experiment was conducted in agreenhouse at the Federal University of Mato Grosso, Campus Rondonopolis, thesoil was the Oxisol, collected at a depth of 0-20 cm in native Cerrado. Theexperimental design was a randomized block in a factorial fractionated 5x5,corresponding to five levels of compaction (soil densities: 1,0; 1,2; 1,4; 1,6 and 1,8Mg m-3) and five nitrogen fertilization rates (0; 50; 100; 150; and 200 mg dm -3) withfour repetitions, totaling 52 experimental units. Before sowing the soil was fertilizedwith micronutrients at a dose of 30 mg dm-3, phosphorus and potassium both at adose of 300 mg dm-3, nitrogen was installments, with the first application at plantingand the second 30 days after the emergency. The evaluations were made at 30, 60and 83 days after emergence. The variables analyzed were plant height, stemdiameter, number of leaves, dry weight of shoot, diameter and dry matter chapter,root development (in each layer of the experimental unit), SPAD reading (indirectmeasurement of content chlorophyll), concentration and accumulation of nitrogen,soil density and porosity. The results were submitted to variance analysis and whensignificant to the use of regression study with significance 5% probability. There wasno interaction of soil density combinations and doses of nitrogen in safflowercultivation in Oxisol Red with isolated effect for both factors. Soil compaction in thesubsurface damaged the growth of safflower crop reducing plant height, leaf number,the number of chapters, dry mass of the aerial part, the chapters and roots, alsoreduced the accumulation of nitrogen in the shoot and chapters, reduced the totalporosity. Nitrogen fertilization increased chlorophyll content, the concentration andaccumulation of nitrogen in the shoot and in the chapters. The volume of root perlayer and the total was reduced by both the density and the nitrogen fertilization.
Keywords: Carthamus tinctorius L., efficient fertilization, subsurface compaction.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Máxima, mínima e média das temperaturas durante a condução do
experimento.................................................................................................................21
Figura 2. Máxima, mínima e média da umidade relativa durante a condução do
experimento.................................................................................................................21
Figura 3. Vista geral do experimento com a cultura de cártamo, aos 5 dias após a
emergência..................................................................................................................21
Figura 4. Parcela experimental aos 5 dias após a semeadura do cártamo, composta
por 3 tubos de PVC cortados com altura de 10 cm cada, unidos com fita silver tape,
com uma altura total de 30 cm, na base tela antiafídeo atada com câmara de ar e
pratos plásticos...........................................................................................................23
Figura 5. Prensa hidráulica P15 ST, marca Bovenau®, para compactação da camada
de 10-20 cm.
Figura 6. Retirada do anel volumétrico da camada compactada com auxílio do trado.
Figura 7. Massa seca da parte aérea aos 83 dias após a emergência em função da
densidade do solo. *** Significativo a 0,1%................................................................27
Figura 8. Massa seca de capítulo aos 83 dias após a emergência em função da
densidade do solo. *** Significativo a 0,1%................................................................28
Figura 9. Número de folhas de cártamo aos 30, 60, 83 dias após a emergência em
função da densidade do solo. * e *** Significativo a 5 e 0,1% respectivamente........29
Figura 10. Altura de plantas de cártamo aos 60 e 83 dias após a emergência em
função da densidade do solo (Mg m-3). ** e *** Significativo a 1 e 0,1 %
respectivamente..........................................................................................................30
Figura 11. Altura das plantas de cártamo aos 83 dias após a emergência na ausência
de adubação nitrogenada, em função da densidade do solo de 1,0, 1,4 e 1,8 Mg m -3,
respectivamente..........................................................................................................31
Figura 12. Diâmetro do caule de cártamo aos 30 dias após a emergência em função
da adubação nitrogenada. * Significativo a 5%..........................................................31
Figura 13. Número de capítulos de cártamo aos 83 dias após a emergência em
função da densidade do solo. ** Significativo a 1%....................................................32
Figura 14. Índice de clorofila (Leitura SPAD) aos 60 e 83 DAE, em função das doses
de nitrogênio. ** e * Significativo a 1 e 0,1%, respectivamente..................................33
Figura 15. Volume de raiz total aos 83 dias após a emergência função da densidade
do solo (A) e adubação nitrogenada (B).** e *** Significativo a 0,1% e 1%,
respectivamente..........................................................................................................35
Figura 16. Volume de raiz nas camadas de 10-20 e 20-30 cm em função da
densidade do solo(A), e nas camadas de 0-10 e 20-30 cm em função da adubação
nitrogenada (B) aos 83 dias após a emergência. ** e *** Significativo a 1 e 0,1%
respectivamente..........................................................................................................36
Figura 17. Massa seca de raiz total aos 83 dias após a emergência em função da
densidade do solo (A) e em função do nitrogênio (B). * e *** Significativo a 5 e 0,1%
respectivamente..........................................................................................................37
Figura 18. Massa seca de raiz nas camadas de 10-20 e 20-30 cm em função da
densidade do solo(A), e nas camadas de 0-10 e 20-30 cm em função da adubação
nitrogenada (B) aos 83 dias após a emergência. *, ** e *** Significativo à 5, 1 e 0,1%
respectivamente..........................................................................................................38
Figura 19. Concentração de N no capítulo (A) e na parte aérea (B) em g kg -1 em
função das doses de nitrogênio.** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente....40
Figura 20. Acumulo de N na parte aérea (A) e no capítulo (B).em função do
nitrogênio** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.......................................41
Figura 21. Acúmulo de N na parte aérea total (A) e nos capítulos (B) em função da
densidade do solo.** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.........................42
Figura 22. Densidade do solo na camada compactada após o cultivo do cártamo, em
relação a densidade inicial..........................................................................................43
Figura 23. Porosidade total do solo na camada compactada após o cultivo do
cártamo, em relação a densidade inicial.....................................................................44
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................11
2. REFERENCIAL TEÓRICO...................................................................................13
2.1 A cultura do cártamo......................................................................................13
2.2 Nitrogênio.......................................................................................................14
2.3 Compactação do solo.....................................................................................16
2.4 Relação ente o nitrogênio e a compactação..................................................18
3 MATERIAL E MÉTODOS.....................................................................................20
3.1 Localização e delineamento experimental.....................................................20
3.2 Coleta, caracterização e correção do solo.....................................................21
3.3 Manejo de adubação......................................................................................22
3.4 Confecção das unidades experimentais........................................................22
3.5 Semeadura.....................................................................................................24
3.6 Variáveis analisadas.......................................................................................24
3.6.1 Avaliações......................................................................................................24
3.6.2 Corte do experimento.....................................................................................24
3.6.3 Concentração e acúmulo de nitrogênio nas plantas......................................25
3.6.4 Densidade e porosidade total do solo............................................................25
3.7 Análises estatística.........................................................................................26
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES.........................................................................27
4.1 Massa seca da parte aérea............................................................................27
4.2 Massa seca de capítulos................................................................................28
4.3 Número de folhas...........................................................................................29
4.4 Altura das plantas...........................................................................................30
4.5 Diâmetro de caule..........................................................................................31
4.7 Índice de clorofila............................................................................................33
4.8 Volume de raiz total........................................................................................34
4.9 Volume de raiz por camada............................................................................36
4.10 Massa seca de raiz total.................................................................................37
4.11 Massa seca de raiz por camadas..................................................................38
4.12 Concentração de nitrogênio...........................................................................39
4.13 Acúmulo de Nitrogênio...................................................................................40
4.14 Densidade do solo..........................................................................................42
4.15 Porosidade total..............................................................................................43
5. CONCLUSÕES....................................................................................................45
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS....................................................................46
11
1. INTRODUÇÃO
O cártamo (Carthamus tinctorius L.) pertence à família das Asteraceae e tem
sua origem na Ásia, onde já era cultivado antes da Era Cristã. Os povos antigos,
cultivavam-na para extração de suas flores e corantes vermelho e amarelo,
utilizados para culinária e tintura de tecidos (OELKE et al., 1992).
Atualmente o cártamo vem sendo cultivado principalmente para extração de
óleo, em praticamente, todos os continentes, sendo a Índia, Estados Unidos, México
Kazaquistão e Rússia os maiores produtores (FAO, 2015). No Brasil ainda é pouco
cultivado, mas possui um grande potencial produtivo no bioma Cerrado, onde ainda
há poucas informações acerca de seu manejo.
Sabe-se que hoje, os recursos naturais encontram-se escassos, então há
uma busca por fontes alternativas de energia e combustíveis, o cártamo é uma
opção de cultura a ser lavradas, para que se mantenha a viabilidade econômica e a
sustentabilidade dos sistemas produtivos agrícolas. Espécies como o cártamo
devem ser pesquisadas como potenciais fornecedores de óleo e seus coprodutos
(ARANTES, 2011).
O bioma Cerrado possui solos altamente intemperizados e com baixa
fertilidade natural, e quando corrigidos, há produção em grande escala. Outros
fatores podem limitar a produção agrícola, dentre eles, a compactação dos solos que
é considerada limitante, uma vez que solos que passam pelo processo de
compactação tem a sua estrutura comprometida, e aumenta a resistência a
penetração, influenciando assim o desenvolvimento do sistema radicular e
consequentemente o crescimento da planta (RICHART et al., 2005).
12
Estudos têm demonstrado que sob condições de aumento de compactação
do solo, os nutrientes passam por alterações na sua dinâmica podendo
comprometer a absorção pelas plantas e consequentemente comprometendo seu
desenvolvimento e produtividade (ROSOLEM et al., 1994a). Dentre os nutrientes, os
que têm seu contato íon-raiz por fluxo de massa são os mais prejudicados e nesse
contexto o nitrogênio tem sido apontado como o macronutriente primário mais
limitado pela compactação (CABRAL et al., 2012).
O estudo de nutrientes como o nitrogênio, principal indutor do crescimento
vegetal (CUNHA et al., 2009), possui muita relevância, pois as plantas necessitam
desse nutriente em maior quantidade que dos demais. Para que ocorra o adequado
crescimento e desenvolvimento das culturas é muito importante reduzir os fatores
limitantes, dentre eles a compactação dos solos, que afeta diretamente o
crescimento e desenvolvimento das raízes das plantas, afetando indiretamente o
desenvolvimento vegetal (SÁ e SANTOS JUNIOR, 2005).
Nesse contexto objetivou-se avaliar o desempenho agronômico da cultura do
cártamo submetido a níveis de densidade do solo e adubação nitrogenada em
Latossolo Vermelho de Cerrado.
13
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 A cultura do cártamo
O cártamo é uma oleaginosa anual de hábito herbáceo, com raiz pivotante,
caule ereto e com muitas ramificações, a espécie Carthamus tinctorius L. é
reconhecida por conter muitos espinhos (INIFAP, 2010).
Cultura bastante rústica que se adapta a diferentes climas, possui alta
tolerância ao déficit hídrico, às altas temperaturas, aos ventos fortes e quentes, à
baixa umidade relativa do ar e a solos salinos. Bagheri e Sam-Dailiri, (2011)
observaram grande capacidade de adaptação às mais diferentes condições
ecológicas reinantes. Nas regiões semiáridas, desenvolvendo-se bem nos mais
diferentes tipos de solos, desde que sejam profundos e possuam boa drenagem
(KIZIL et al., 2008).
Apresenta maior produtividade em regiões com pouca precipitação , umidade
relativa do ar baixa e solos de textura média e arenosos, que retem pouca água, o
que lhe permite escapar de doenças foliares e no sistema radicular (INIFAP, 2010).
O seu ciclo varia de acordo com a época do plantio, temperatura e índice
pluviométrico, podendo durar de 74 dias no período quente até 142 dias na época
mais fria (ROCHA, 2005).
Sua emergência é rápida, geralmente entre 3 a 8 dias, passa por uma
primeira fase de roseta onde as folhas são sem espinhos, grandes e ovais ou
alongadas com uma cor verde brilhante. Nesse mesmo estádio tem lugar o
crescimento rápido da raiz, que começa a aprofundar em busca de umidade. Em
seguida se inicia o alongamento e ramificação do caule, posteriormente emite as
14
primeiras folhas verdadeiras, que são mais curtas, oval, dentes serrilhados e que
terminam com pequenos espinhos (INIFAP, 2010).
As inflorescências são capítulos localizados na terminação dos ramos. Eles
são esferóides revestidos por brácteas pontiagudas, que são consistentes e servem
como proteção natural. Para a maioria das cultivares as pétalas podem ser de
diferentes cores, principalmente amarelo e alaranjado, porem com o
amadurecimento podem permanecer amarelas ou tornar-se alaranjadas (INIFAP,
2010). A duração dos estádios fenológicos varia conforme a data de semeadura,
temperatura e umidade. (ROCHA, 2005).
As sementes apresentam elevada quantidade de óleo (35 a 48%) (LANDAU
et al., 2004; MEDEIROS, 2011), utilizado tanto para consumo humano, como para
uso industrial. Possui uma coloração levemente amarelada e nutricionalmente se
assemelha ao óleo de girassol (KAFFKA e KEARNEY, 1998).
Para consumo humano ele é usado principalmente como um óleo de cozinha
e para produção de margarina. Também é utilizado como um suplemento nutricional,
pois há presença majoritária dos ácidos oleicos (Ômega 9) e linoleicos (Ômega 6),
que auxilia no controle do colesterol ruim, na queima de gordura e tonificação dos
músculos. Industrialmente o óleo de cártamo é uma alternativa para industrias de
tintas, esmaltes, sabões e bem como na produção de biodiesel (MEDEIROS, 2011).
Também utilizado para a nutrição animal, a torta das sementes é um
coproduto da indústria de óleo e possui 35% de proteína podendo ser usada na
alimentação de ruminantes e monogástricos, pois não possui fatores antinutricionais
(ARANTES, 2011).
Há uma grande expectativa que na região do Cerrado o cártamo obtenha
elevados níveis de produção, com grandes produtividades, sendo viável
economicamente e cultivada de forma sustentável, porem há poucas pesquisas
acerca do manejo ideal, e estudos vem sendo desenvolvidos para que a cultura
possa ser cultivada em grande escala e como uma alternativa para agricultura
familiar (EMBRAPA, 2007).
2.2 Nitrogênio
As plantas necessitam dos nutrientes em diferentes quantidades, de acordo
com suas necessidades, por isso, eles são classificados como macronutrientes, que
são aqueles que as plantas necessitam em maior quantidade e micronutrientes,
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requeridos em menor quantidade. De acordo com sua função bioquímica, ou seja
sua ação na planta, são divididos em quatro grupos: que fazem parte de compostos
de carbono; armazenagem de energia e integridade estrutural; permanecem na
forma iônica; envolvidos em reações redox (transporte de elétrons) (TAIZ e ZEIGER,
2004).
Dessa forma o nitrogênio (N) é considerado elemento essencial para as
plantas, pois está presente na composição das mais importantes biomoléculas, tais
como ATP, NADH, NADPH, clorofila, proteínas e inúmeras enzimas (MIFLIN e LEA,
1976). Está presente também em outros compostos nitrogenados importantes, como
as bases nitrogenadas (purinas e pirimidinas), e os ácidos nucleicos (DNA e RNA),
que totalizam cerca de 10% do total do nitrogênio na planta. Além disso há outros
compostos amino solúveis que chegam a compor 5% do nitrogênio das plantas.
Sendo assim, o nitrogênio se enquadra no grupo que fazem parte de
compostos de carbono. É o nutriente mais requerido pelas culturas, possuindo
diversas funções, principalmente nos processos fisiológicos que ocorrem nas
plantas, tais como fotossíntese, respiração, desenvolvimento e atividade das raízes,
absorção iônica de outros nutrientes, crescimento, diferenciação celular e genética
(SOARES et al., 2013).
De acordo com Raij (1991), o nitrogênio é essencial para a síntese de
proteínas, substâncias que fazem parte dos tecidos vegetais. As proteínas são
indispensáveis à vida das plantas e dos animais. O nitrogênio faz parte, ainda, de
compostos do metabolismo, como a molécula de clorofila, onde cada átomo de Mg
está ligado a quatro átomos de N, e bem como de muitos hormônios, enzimas e
vitaminas, alcalóides, hexosaminas e outros compostos (MALAVOLTA e VIOLANTI
NETTO, 1989).
O nitrogênio abundante na atmosfera na forma gasosa de N2 (onde
representa 78% do volume), forma que não pode ser usado pelas plantas até que
passe pelo processo de fixação, onde ele é quimicamente combinado com
hidrogênio, oxigênio ou carbono (TROEH e THOMPSON, 2007).
Cantarella (2007) descreve que há diversas formas de entrada do nitrogênio
no sistema solo-planta, sendo elas por deposição atmosférica, fixação biológica
(simbiótica ou não), adubação química ou orgânica, as quais são mais comuns. Em
contrapartida, as suas perdas no solo são devido aos inúmeros processos aos quais
16
o nitrogênio está sujeito, principalmente, pela lixiviação de nitrato, volatilização de
amônia e emissão de N2, N2O e outros óxidos de nitrogênio (ANGHINONI, 1986).
Normalmente, menos de 50% do nitrogênio aplicado sob a forma de
fertilizante é utilizado pelas culturas. Em muitos sistemas de produção, a
disponibilidade de nitrogênio é quase sempre um fator limitante, influenciando o
crescimento da planta mais do que qualquer outro nutriente (BREDEMEIER e
MUNDSTOCK 2000).
Absorvido tanto na forma de amônio (NH4+) e de nitrato (NO3
-), supri-lo em
mistura balanceada de cátions e ânions tende a reduzir o rápido aumento do pH do
meio (ASHER e EDWARDS, 1983). Porem após a absorção a fração presente como
NO3- e NH4
+ geralmente representa baixa porcentagem (MENGEL e KIRKBY, 1987).
Dada a sua importância e a alta mobilidade no solo, o nitrogênio tem sido
intensamente estudado, no sentido de maximizar a eficiência do seu uso. Para tanto,
tem-se procurado diminuir as perdas do nitrogênio no solo, bem como melhorar a
absorção e a metabolização do nitrogênio no interior da planta (BREDEMEIER e
MUNDSTOCK, 2000).
O nitrogênio vem sendo utilizado em grande escala na implantação e
adubação de cobertura em diversos cultivos, e principalmente em culturas que não
se associam às bactérias fixadoras de nitrogênio como o cártamo, o que aumenta o
custo de produção. Deste modo se faz necessário o estudo das quantidades ideais
para que não haja déficits econômicos e prejuízos ao meio ambiente. Quando em
excesso, o nitrogênio pode ser lixiviado e contaminar o lençol freático na forma de
nitrato (CANTARELLA, 2007).
O fornecimento adequado de nitrogênio ao solo melhora a qualidade dos
produtos agrícolas. Entretanto, o excesso ou desequilíbrio com outro elemento,
macro ou micro, tem efeito prejudicial, pois provoca crescimento vegetativo
excessivo, em detrimento da produção de tubérculos ou raízes, proporciona folhas
mais suculentas e susceptíveis a doenças, reduz a produção de frutos e o teor de
açúcares, e predispõe a cultura ao acamamento (RAIJ, 1991; MALAVOLTA, 2006).
2.3 Compactação do solo
Compactação do solo pode ser definida como o decréscimo de volume de
solos não saturados quando uma determinada pressão externa é aplicada, a qual
pode ser causada pelo tráfego de máquinas agrícolas, equipamentos de transporte
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ou animais (LIMA, 2004). Para a Pedologia, a compactação do solo é definida como
uma alteração no arranjo de suas partículas constituintes do solo (CAMARGO e
ALLEONI, 1997).
A compactação é prejudicial a produção agrícola tanto em sistemas não
irrigados quanto em sistemas irrigados. Em sistemas de sequeiro, camadas
compactadas aumentam a susceptibilidade das culturas a veranicos, resultando em
menor produtividade. Em sistemas irrigados a compactação aumenta a necessidade
de água para as culturas, isso requer maior consumo de água e energia, bens cada
vez mais escassos (EMBRAPA, 2005).
A resistência mecânica que o solo oferece a emergência de plântulas e ao
crescimento radicular é considerado um fator que afeta indiretamente o crescimento
das plantas (RICHART et al., 2005). Essas condições determinam os fluxos de água,
calor e gases no solo. A compactação causa aumento da densidade e da resistência
do solo à penetração, com sua estrutura modificada há redução da macroporosidade
ou porosidade de aeração, reduzindo assim a infiltração de água (SÉGUY et al.,
1999).
É comum relacionar o crescimento radicular em solos compactados com sua
densidade. Cada classe textural, possui uma densidade crítica, a partir da qual a
resistência torna-se tão elevada que diminui ou impede o crescimento de raízes
comprometendo seu desenvolvimento (REINERT et al 2008).
Reichert et al. (2003) propuseram densidade do solo crítica para algumas
classes texturais: solos argilosos de 1,30 a 1,40 Mg m -3, solos franco-argilosos de
1,40 a 1,50 Mg m-3 e solos franco-arenosos 1,70 a 1,80 Mg m-3. Argenton et al.
(2005) constataram que, em Latossolo Vermelho argiloso, a deficiência de aeração
inicia com densidade do solo próxima de 1,30 Mg m -3. Klein (2006), para mesma
classe de solo, baseado no intervalo hídrico ótimo, observou que a densidade
limitante foi de 1,33 Mg m-3.
A habilidade das raízes penetrarem no perfil diminui quando a densidade e a
resistência do solo aumentam. Silva et al. (2002) relatam que um valor de 2 MPa de
resistência à penetração do solo tem sido associado a condições impeditivas para o
crescimento das raízes e da parte aérea das plantas. As plantas desenvolvem-se
melhor em solos que não apresentam limitação ao crescimento radicular, portanto
com baixa densidade, porém alta o suficiente para oferecer bom contato entre raízes
e partículas de solo (SEGUY et al., 1998).
18
Em solos muito compactados, pode ocorrer rapidamente a perda ou
diminuição de água e de nutrientes disponíveis ao sistema radicular que explora um
pequeno volume de solo. Por outro lado, em solos com baixos valores de densidade,
o crescimento deficiente de plantas pode ser devido à menor absorção de nutrientes
em consequência do baixo contato solo-raízes (STIRZAKER et al., 1996).
Consequentemente, a absorção de água e nutrientes será tanto maior quanto maior
a quantidade de raízes presentes em ambientes com maior disponibilidade de
nutrientes e quanto melhor for o contato raízes-partículas do solo.
A compactação do solo irá limitar a taxa de crescimento radicular, ou não
permitir bom contato raízes-partículas, ao reduzir o desenvolvimento das plantas,
geralmente reduz também à produtividade (VEEN et al., 1992).
De modo geral, o solo mantido em estado natural, sob vegetação nativa,
apresenta características físicas adequadas ao desenvolvimento normal das plantas
(ANDREOLA et al., 2000). Nessas condições, o volume de solo explorado pelas
raízes é relativamente grande. À medida que o solo vai sendo submetido ao uso
agrícola, as propriedades físicas sofrem alterações, geralmente desfavoráveis ao
desenvolvimento vegetal (SPERA et al., 2004).
2.4 Relação ente o nitrogênio e a compactação
A compactação do solo reduz a infiltração de água no solo e aumenta o risco
de déficit hídrico e nutricional nas plantas, fazendo com que as raízes se
desenvolvam superficialmente (ROSOLEM et al., 1994b; MORAES et al., 1995). Em
solos compactados, culturas com raízes pivotantes são mais afetadas pela
compactação do que aquelas com raízes fasciculadas mais finas onde as raízes
finas podem explorar canais radiculares e fissuras existentes (WHITELEY e
DEXTER, 1982).
Cabral et al. (2012) relataram que a compactação reduz a porosidade do solo
e esta, por sua vez, altera a dinâmica de água no solo, que é o meio pelo qual os
nutrientes são absorvidos, o nitrogênio é absorvido por fluxo de massa e
disponibilizado para o metabolismo vegetal, portanto é o macronutriente mais
afetado pela compactação.
A compactação do solo acarreta em perda de nitrogênio do solo, pela emissão
de óxido nitroso (BHANDRAL et al., 2007). Sendo o óxido nitroso (N2O) um
19
subproduto do processo de desnitrificação em ambientes anaeróbios e do processo
de nitrificação em ambientes aeróbios (BAIRD, 2002) ou pelo acúmulo de íons
amônio (PENGTHAMKEERATI et al., 2006).
A estrutura do solo influencia o crescimento das plantas de várias formas,
sendo os efeitos sobre o alongamento radicular os mais e determinantes sobre a
habilidade das raízes em extrair água e nutrientes do solo em quantidades
adequadas. O alongamento radicular no solo só é possível quando a pressão
radicular é maior que a resistência mecânica do solo (PASSIOURA, 1991).
20
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização e delineamento experimental
O experimento foi realizado em casa de vegetação, no período de 10 de abril a
8 de julho de 2015, na Universidade Federal de Mato Grosso, Campus
Rondonópolis. Localizado nas coordenadas geográficas 16º27’54.98” Sul e
54º34’41.75” Oeste e altitude de 284 m. O solo utilizado foi coletado sob vegetação
de Cerrado. A cultura implantada foi o cártamo (Carthamus tinctorius L.) cultivar IMA
0213.
O clima de Rondonópolis é classificado como Aw de acordo com Köppen e
Geiger, com duas estações bem definidas, verão chuvoso e inverno com estiagem.
No interior da casa de vegetação, a temperatura e umidade foram monitoradas com
o auxílio de um termohigrômetro, sendo realizadas leituras diárias durante a
condução do experimento: temperatura (Figura 1) e umidade (Figura 2) com média
de 28,8 ºC e 67,9% respectivamente.
O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com 4
repetições. Com cinco níveis de densidades do solo (1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 Mg m -3) e
cinco doses de nitrogênio (0; 50; 100; 150; 200 mg dm -3), em um fatorial 5²
fracionado de acordo com Littell e Mott (1975). Desta forma totalizando 13
combinações de densidade do solo (Mg m-3) com nitrogênio (mg dm-3): 1,0-0; 1,0-
100; 1,0-200; 1,2-50; 1,2-150; 1,4-0; 1,4-100; 1,4-200; 1,6-50; 1,6-150; 1,8-0; 1,8-
100; 1,8-200; totalizando 52 unidades experimentais (Figura 3.)
21
Figura 1. Máxima, mínima e média das temperaturas durante a condução do experimento.
Figura 2. Máxima, mínima e média da umidade relativa durante a condução do experimento.
Figura 3. Vista geral do experimento com a cultura de cártamo, aos 5 dias após a emergência.
3.2 Coleta, caracterização e correção do solo
O solo utilizado foi Latossolo Vermelho distrófico (EMBRAPA, 2013), em área
sob vegetação de Cerrado na região de Rondonópolis, coletado na profundidade de
0-0,20 m e passado na peneira de 2 mm para as análises químicas e
22
granulométricas, que foram realizadas de acordo com metodologia proposta pela
EMBRAPA (1997) (Tabela 1). E passado na peneira de 4 mm para composição dos
vasos.
De acordo com análise do solo, foi realizada a correção da acidez do mesmo,
com calcário dolomítico (PRNT=80,3%), foi aplicado 4,22 t ha-1, sendo que após a
sua realização o solo ficou incubado por um período de 30 dias, elevando a
saturação de bases para 60% (ANICÉSIO et al., 2015)
Tabela 1. Análise química e granulométrica na camada de 0-0,20 m, do LatossoloVermelho.Ph P K Ca Mg H Al SB CTC V M.O Areia Silte Argila
CaCl2 mg dm-3 ------------cmolc dm-3--------------- % g dm-3 ----------g kg-1----------4,0 1.4 23 0.4 0,2 5,4 0.8 0,7 6,8 10,3 27,1 423 133 444
3.3 Manejo de adubação
Antes da semeadura o solo foi adubado com micronutrientes na dose de 30
mg dm-3, fósforo (P2O5) e potássio (K2O) ambos na dose de 300 mg dm-3, antes da
compactação para garantir fertilidade homogênea em todas as camadas. O
nitrogênio foi parcelado em duas aplicações, sendo a primeira na semeadura e a
segunda aos 30 dias após a emergência.
Como fonte de fósforo foi utilizado o superfostato simples, para potássio o
cloreto de potássio, para nitrogênio a uréia e como fonte de micronutriente utilizou-
se FTE BR12 (9%Zn – 1,8%B – 0,8%Cu – 2% Mn – 3,5%Fe – 0,1%Mo).
3.4 Confecção das unidades experimentais
Os vasos foram confeccionados com a utilização de tubos de PVC, sendo
sobreposto três anéis de 20 cm de diâmetro, com uma espessura de 2,5 mm e com
10 cm de altura cada, ficando cada vaso com uma altura de 30 cm. Na parte inferior
de cada vaso foi fixado uma tela antiafídeos com o auxílio de câmara de ar cortadas.
Para a união dos anéis foi utilizada fita adesiva do tipo silver tape. Foram colocados
pratos plásticos no fundo dos vasos para auxilio da irrigação e evitar perdas de solo
da parcela experimental (Figura 4.)
O solo foi compactado com o auxílio de uma prensa hidráulica P15 ST, marca
Bovenau® (Figura 5). Os anéis da camada inferior e superior foram preenchidos com
solo na densidade de 1,0 Mg m-3 (solo desagregado), enquanto que os anéis
centrais foram preenchidos com solo compactado nos níveis de densidades
23
aplicados (1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 Mg m-3). Sendo assim, cada parcela experimental
incluía uma camada compactada de 10 cm, simulando assim uma compactação
subsuperficial.
Figura 4. Parcela experimental aos 5 dias após a semeadura do cártamo, composta por 3 tubos dePVC cortados com altura de 10 cm cada, unidos com fita silver tape, com uma altura total de 30 cm,na base tela antiafídeo atada com câmara de ar e pratos plásticos.
Figura 5. Prensa hidráulica P15 ST, marca Bovenau®, para compactação da camada de 10-20 cm.
24
3.5 Semeadura
A semeadura foi realizada no dia 10 de abril de 2015, semeando-se quinze
sementes por vaso e a emergência ocorreu cinco dias após a semeadura. Aos 10
dias após a emergência (DAE) foi realizado o primeiro desbaste deixando quatro
plantas por vaso e aos 15 DAE ocorreu o segundo desbaste deixando duas plantas
por vaso.
3.6 Variáveis analisadas
3.6.1 Avaliações
As avaliações foram feitas aos 30, 60 e 83 dias após a emergência das
plantas. Foram mensuradas as variáveis: altura de plantas, diâmetro de caule,
número de folhas, número de capítulos e leitura SPAD (medida indireta do teor de
clorofila).
O diâmetro do caule foi obtido a partir de uma média de leitura das duas
plantas contidas no vaso, a uma altura de 2 cm da superfície do solo, utilizando um
paquímetro digital.
Foi realizada a contagem das folhas e de capítulos das duas plantas do vaso,
obtendo-se uma média, sendo seus valores expressos em unidades. A altura de
plantas foi realizada medindo a distância vertical entre a superfície do solo e o ápice
das plantas, com auxílio de uma trena.
A determinação do índice de clorofila foi realizada com a utilização de um
medidor portátil de clorofila, marca Minolta (modelo SPAD-502). Com o uso deste
clorofilômetro se obtém as leituras SPAD (Soil Plant Analysis Development) que
representam os valores indiretos do teor de clorofila na folha.
Aos 83 dias após a emergência das plantas, foram medidas, volume de raiz
nas camada de 0-10; 10-20 e 20-30 cm, pelo método da proveta. As raízes foram
submersas em proveta graduada de 500 mL, com volume de água conhecido, sendo
o volume determinado pela diferença entre o volume inicial e final do recipiente,
obtendo-se o volume de raízes, pela equivalência de unidades (1 ml = 1 cm3),
segundo metodologia descrita por Basso (1999).
25
3.6.2 Corte do experimento
Foi realizado no dia 08/07/2015. Coletou separadamente, capítulos, parte
aérea e raízes.
Após a coleta das plantas, as amostras foram acondicionadas em sacos de
papel e secos em estufa com circulação de ar forçada à temperatura de 65ºC, por 72
horas até obter massa constante. Após a secagem do material vegetal, procederam-
se a pesagem em balança de precisão e determinação da massa seca da parte
aérea e raiz.
3.6.3 Concentração e acúmulo de nitrogênio nas plantas
Após serem retirados da estufa e pesados, os capítulos e a parte aérea foram
moídos no moinho de facas tipo Wiley equipado com peneira com abertura de 1 mm,
e submetidas a análise de nitrogênio total realizado pelo método de digestão
sulfúrica seguida do método semi-micro Kjeldahl, propostos por Malavolta et al.
(1997). Posteriormente por cálculo foi obtido a concentração e acúmulo de nitrogênio
na parte aérea e nos capítulos.
3.6.4 Densidade e porosidade total do solo
A densidade do solo foi realizada com auxílio de anéis volumétricos, onde foi
retirado o solo presente na camada compactada do vaso, de 10-20 cm, conforme
EMBRAPA (1997) (Figura 6.)
Figura 6. Retirada do anel volumétrico da camada compactada com auxílio do trado.
As amostras de solo obtidas por meio do anel volumétrico foram protegidas
na parte inferior por um disco de tecido novamente foram pesadas.
26
Densidade do solo foi determinada pela equação 1. Assumiu-se como
densidade de partículas o valor de 2,63 Mg m-3. A porosidade total foi estabelecida
utilizando a equação 2.
Densidade do solo
Ds=MsVs
(Mg m-3) Equação 1
Onde:
Ds: densidade do solo;
Ms: massa do solo.
Vs: volume do solo.
Porosidade total
α s=1−DsD p
(cm3 cm-3) Equação 2
Onde:
αs: porosidade total;
Ds: densidade do solo;
Dp: densidade de partículas.
3.7 Análises estatística
Os resultados foram submetidos a análise de variância e quando significativo
o emprego do estudo de regressão com significância de até 5 % de probabilidade
por meio do “Statistical Analysis System” (SAS, 2002). De início foi realizada a
análise de variância para as combinações das densidades do solo e doses de
nitrogênio, em função do nível de significância do teste F para essas combinações,
efetuou-se o estudo por superfície de resposta, por meio do procedimento RSREG.
Nos casos em que a interação entre doses de nitrogênio e a densidade do
solo não foi significativa, efetuou-se o estudo de regressão de primeiro e segundo
graus, utilizando-se o comando GLM. Utilizou-se o nível máximo de significância de
5% em todos os testes estatísticos.
27
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Não houve efeito significativo para interação entre as doses de nitrogênio e
densidade do solo, para as variáveis estudadas nas três avaliações das plantas de
cártamo (30, 60 e 83 dias após a emergência). Entretanto, houve efeito significativo,
de forma isolada, para densidade do solo e para adubação nitrogenada.
4.1 Massa seca da parte aérea
Houve efeito da densidade do solo sobre a massa seca da parte aérea total,
com ajuste ao modelo linear de regressão decrescente. Na densidade de 1,0 Mg m-3
obteve-se massa seca de 45,96 g, enquanto que na densidade de 1,8 Mg m-3 com
produção de massa seca de 22,85 g, observa-se decréscimo de 50,26% (Figura 7).
Figura 5. Massa seca da parte aérea aos 83 dias após a emergência em função da densidade do solo. *** Significativo a 0,1%.
28
Com o aumento da densidade do solo, há uma maior resistência à penetração
das raízes no solo, limitando a área explorada e a busca por água e nutrientes. Com
a menor absorção de água e nutrientes essenciais para o crescimento e
desenvolvimento da planta, há um menor acúmulo de massa seca.
Resultados semelhantes foram encontrados por Guimarães e Moreira (2001)
na cultura do arroz (Oryza sativa), onde observaram que a massa seca da parte
aérea sofreu redução de 35,8%, em consequência do aumento de 0,5 Mg m-3 na
densidade do solo.
Rosolem et al., (1994) verificaram redução significativa da massa seca da
parte aérea em plantas de soja (Glycine max) submetidas a compactação na
camada subsuperficial, eles relacionam esse efeito principalmente ao aumento da
densidade do solo, à qual ocasiona redução da umidade do solo e sua capacidade
de fornecer nutrientes.
4.2 Massa seca de capítulos
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre a massa seca de
capítulos (Figura 8). Observa-se a maior massa seca de capítulos (23,48 g vaso-1)
na densidade de 1,0 Mg m-3, com o aumento da densidade há decréscimo da massa
seca de capítulos de 53,15%, quando comparada a densidade do solo de 1,8 Mg
dm-3, na qual a massa seca de capítulos obtida foi de apenas 11 g vaso-1.
Figura 6. Massa seca de capítulo aos 83 dias após a emergência em função da densidade do solo. *** Significativo a 0,1%.
29
Da mesma forma a densidade do solo afetou a massa seca de capítulos.
Desse modo se há um menor acúmulo de nutrientes na fase vegetativa,
consequentemente na fase de formação de capítulos e enchimento de grãos haverá
menor translocação de nutrientes e carboidratos para as estruturas reprodutivas.
De acordo com Steer e Hocking (1984), é importante mensurar a massa seca
de capítulos pois ela está relacionada diretamente com o rendimento de óleo na
cultura de cártamo.
4.3 Número de folhas
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre o número de
folhas. Verificou-se maior número de folhas na densidade de 1,0 Mg m-³ de com 27,
260 e 331 respectivamente aos 30, 60 e 83 dias após a emergência. Enquanto que
na densidade do solo de 1,8 Mg m-³, o número de folhas foi de 22, 134 e 183 (Figura
9). Com o aumento da densidade do solo houve redução no número de folhas por
vaso de 18,51% aos 30 DAE, 48,46% aos 60 DAE e 44,71% aos 83 DAE.
Figura 7. Número de folhas de cártamo aos 30, 60, 83 dias após a emergência em função da densidade do solo. * e *** Significativo a 5 e 0,1% respectivamente.
Resultados demonstram a necessidade de se manter a qualidade dos
atributos físicos do solo. O solo ofereceu uma maior resistência a penetração
dificultando a infiltração da água e das raízes, proporcionando uma menor área a ser
explorada por elas, limitando a busca por nutrientes, reduzindo assim a produção de
folhas.
30
Resultados semelhantes foram encontrados por Bonfim-Silva et al. (2015)
onde observaram que com o aumento da densidade do solo houve uma redução no
número de folhas na cultura do feijão de porco (Canavalia ensiformis). Esses
resultados condizem com os observados por Bonfim-Silva et al. (2011), que
observaram que os níveis de compactação podem interferir na disponibilidade de
nutrientes para as raízes, influenciando negativamente na absorção de nutrientes
reduzindo assim o número de folhas.
4.4 Altura das plantas
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre a altura das
plantas. Na densidade de 1,0 Mg m-³, a altura das plantas foi de 77,68 e 78,8 cm,
respectivamente, aos 60 e 83 dias após a emergência. Na densidade de 1,8 Mg m-³
a altura das plantas foi 56,6 e 58,1 cm, respectivamente, aos 60 e 83 dias após a
emergência (Figura 10).
Observa-se que houve redução da altura das plantas de cártamo com o
aumento da densidade. Aos 60 e 83 dias após a emergência a redução da foi de
28,19% e 25,18%, respectivamente.
Figura 8. Altura de plantas de cártamo aos 60 e 83 dias após a emergência em função da densidade do solo (Mg m-3). ** e *** Significativo a 1 e 0,1 % respectivamente.
Silva et al (2006) observaram resultados semelhantes para a cultura do
algodoeiro (Gossypium hirsutum), para densidade do solo acima de 1,2 Mg m-3
ocorreu o decréscimo acentuado na altura das plantas. Da mesma forma Lowry et al.
31
(1970) e Coelho et al. (2000), verificaram que o aumento da densidade do solo
influenciou negativamente a altura das plantas de algodoeiro.
Figura 9. Altura das plantas de cártamo aos 83 dias após a emergência na ausência de adubaçãonitrogenada, em função da densidade do solo de 1,0, 1,4 e 1,8 Mg m-3, respectivamente.
4.5 Diâmetro de caule
Houve efeito quadrático do nitrogênio sobre o diâmetro do caule na avaliação
realizada aos 30 DAE. O maior diâmetro de caule foi observado na ausência de
adubação com diâmetro de 5,97 mm. Enquanto que o menor diâmetro 4,57 mm, foi
observado na dose de 112,73 mg dm-3 de nitrogênio, com decréscimo de 23,45% no
diâmetro de caule das plantas de cártamo com o aumento da adubação nitrogenada
(Figura 12).
1,8-01,4-01,0-0
32
Figura 10. Diâmetro do caule de cártamo aos 30 dias após a emergência em função da adubação nitrogenada. * Significativo a 5%.
O nitrogênio faz parte da estrutura da planta, sendo componente das proteína,
do RNA, DNA, ATP, da clorofila dentre outras moléculas (MALAVOLTA et al., 1997),
sendo assim a sua deficiência em determinado período reduz consideravelmente o
crescimento da planta. Fato esse não ocorrido nas plantas de cártamos, com maior
diâmetro na ausência de adubação.
O diâmetro do caule é uma característica muito importante na cultura do
cártamo, pois um caule mais espesso e rígido, proporciona à cultura disposição mais
ereta, com maior resistência ao acamamento, aos ventos fortes, facilitando seu
manejo, tratos culturais e colheita. Além disso é considerado um importante
parâmetro para avaliar sua qualidade, através da rigidez que ele apresenta. NARDI
(2000) observou grande prejuízo da qualidade do caule decorrente da diminuição de
seu diâmetro em crisântemos (Dendranthema grandiflora), pois essa redução
resultou em flexibilidade excessiva, tornando-a facilmente quebrável.
4.6 Número de capítulos
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo, sobre o número de
capitulos. O maior número de capítulos (17,05) por planta foi observado na
densidade de 1,0 Mg m-3. Na densidade do solo de 1,8 Mg m-3, o número de
capítulos produzidos foi de 9,59 planta-1. Com decréscimo no número de capítulos
de 43,75% (Figura 13).
33
Figura 11. Número de capítulos de cártamo aos 83 dias após a emergência em função da densidadedo solo. ** Significativo a 1%.
Desta forma, nota-se que o número de capítulos de cártamo foi afetado pela
densidade do solo. Em solos compactados o crescimento radicular torna-se limitado,
dificultando à busca por nutrientes, consequentemente acarreta em menor absorção
e menor reserva, que seriam usados para aumentar o número de capítulos.
O número de capítulos por planta é um dos fatores mais importante no
desempenho produtivo da cultura de cártamo. Esse parâmetro é um componente de
produção que deve ser levado em consideração, uma vez que, plantas com maior
número de capítulos produzem mais sementes e por consequência possuem
maiores produtividades.
4.7 Índice de clorofila
Houve efeito quadrático do nitrogênio sobre o índice de clorofila aos 60 e 83
dias após a emergência, observando-se maior índice de clorofila de 70,83 (60 DAE)
e 64,46 (83 DAE) para as doses de 128,39 e 149,21 mg dm -3, respectivamente
(Figura 14).
34
Figura 12. Índice de clorofila (Leitura SPAD) aos 60 e 83 DAE, em função das doses de nitrogênio. **e * Significativo a 1 e 0,1%, respectivamente.
Estes resultados demonstram que aplicações de nutrientes, como o
nitrogênio, proporciona aumento no teor de clorofila até um limite máximo,
diminuindo assim a eficiência da adubação nitrogenada em função da maior dose
aplicada (Barbosa Filho et al., 2008).
Houve uma redução no índice de clorofila entre os 60 e 83 DAE. Aos 83 DAE
a cultura estava em período final de florescimento, iniciando a fase de enchimento
dos grãos. Parte do nitrogênio existente na parte aérea aos 60 dias após a
emergência foi translocado para os capítulos, resultados semelhantes foram
encontrados por Anicésio (2014) na cultura do cártamo.
A clorofila está relacionada a eficiência fotossintética das plantas, pois neste
processo é a principal responsável pela captação de energia luminosa utilizada na
fotossíntese que é um fator importante para a produtividade agrícola.
O aumento da disponibilidade de nitrogênio no solo e consequente absorção
deste pela planta, proporciona maiores valores de índice de clorofila, demonstrando
o papel do nitrogênio na formação da clorofila (TAIZ e ZEIGER, 2004). Resultados
semelhantes foram encontrados por Barbosa Filho et al. (2008) evidenciando a
relação entre a quantidade de nitrogênio nas folhas e a leitura da clorofila em feijão-
comum (Phaseolus vulgaris) e da mesma forma Silva et al. (2010) encontraram essa
relação na cultura do feijão-caupi (Vigna unguiculata).
Porém, faz se necessário uma interação entre o índice de clorofila e os
componentes de produção da cultura do cártamo, pois de acordo com Zhang et al.
35
(2008) para aumentos nos teores de clorofila total não acompanhados por aumentos
na produção de matéria seca, caracterizariam uma situação de “produção de luxo”
de clorofila.
Desse modo, no presente estudo, as doses de nitrogênio não proporcionaram
aumento da massa seca da parte aérea e dos capítulos, desta forma pode-se dizer
que houve uma produção de luxo de clorofila.
4.8 Volume de raiz total
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre o volume de raiz
total. A densidade do solo de 1,0 Mg m-3 proporcionou volume de 126,52 cm3.
Comparada a densidade de 1,8 Mg m-3 (volume de 50,46 cm3), verificou-se que o
aumento da densidade causou decréscimo no volume de raiz total de 60,12%.
(Figura 15A).
Também houve efeito linear decrescente das doses de nitrogênio sobre o
volume de raiz. O maior volume de raiz (118,09 cm3) foi observado na ausência de
adubação nitrogenada. Na maior dose de nitrogênio foi observado menor volume de
raiz (57,55 cm3). Demonstrando decréscimo de 51,26% no volume total em função
do aumento da dose de adubação nitrogenada. (Figura 15B).
Assim, o tratamento que proporcionou melhor desenvolvimento radicular foi
na densidade do solo 1,0 Mg m-3 com ausência de adubação.
Figura 13. Volume de raiz total aos 83 dias após a emergência função da densidade do solo (A) eadubação nitrogenada (B).** e *** Significativo a 0,1% e 1%, respectivamente.
A compactação do solo ocasiona redução dos macroporos, sendo esses
BA
36
responsáveis pela infiltração de água no solo, podendo provocar à redução das
taxas de difusão de água e O2 no solo, que causará um decréscimo dos teores de
nitrogênio (ALVARENGA et al., 1996), limitando o fluxo de massa, que é o principal
mecanismo de contato íon-raiz (MALAVOLTA, 1980), além disso há um aumento da
resistência do solo a penetração das raízes (HOFFMANN e JUNGK, 1995; STONE
et al., 2002), os quais, consequentemente, reduziram o desenvolvimento do sistema
radicular e por da parte aérea da planta, ou seja, o nitrogênio pode estar presente no
solo, mas há uma dificuldade para que as raízes o absorvam.
Resultados semelhantes foram encontrados por Santamaria e Gallardo
(1992), que trabalhando com soja, observaram que a compactação afetou
negativamente o desenvolvimento radicular.
4.9 Volume de raiz por camada
Figura 14. Volume de raiz nas camadas de 10-20 e 20-30 cm em função da densidade do solo(A), enas camadas de 0-10 e 20-30 cm em função da adubação nitrogenada (B) aos 83 dias após aemergência. ** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo e das doses de
nitrogênio sobre o volume de raiz por camada.
Na camada de 0-10 cm não houve diferença significativa para densidade do
solo, pois esta camada superficial estava na mesma densidade em todos os
tratamentos.
Na camada de 10-20 cm com 1,0 Mg m-3 de densidade do solo obteve-se
volume de raiz de 33,51 cm3, quando comparado à densidade do solo de 1,8 Mg m -3,
A B
37
onde ocorreu volume de raiz de 5,2 cm3, com decréscimo de 84,48%.
Consequentemente a camada mais profunda de 20-30 cm se comportou da mesma
forma com um decréscimo de produção de 85,8% (Figura 16A).
Segundo Ripoli (1992), os efeitos maléficos da compactação do solo incidem
principalmente em mudanças indesejáveis das características físico-hídricas do solo,
afetando os processos de armazenamento e de disponibilidade de água, nutrientes e
ar, afetando diretamente o desenvolvimento radicular, por impedimento de ordem
física.
Na camada compactada de 10-20 cm não houve efeito significativo causado
pela adubação nitrogenada, como esta camada estava compactada, pode ter
ocorrido um impedimento físico, com menor infiltração de água e nutrientes.
Na camada de 0-10 cm, na ausência de nitrogênio o volume de raiz obtido foi
de 41,84 cm3, e na dose de 200 mg dm-3, o volume produzido foi de 24,58 cm3,
constatando um decréscimo de 41,26%, em função da salinização após a segunda
dose da adubação, causando toxidez (Figura 16B).
Segundo Holzschuh at al. (2009) os efeitos da toxidez por nitrogênio
normalmente resultam em redução no crescimento de raízes e da parte aérea das
plantas e em menor quantidade de N absorvido. Observaram ainda sintomas de
toxidez na cultura do arroz alagado, o que reduziu o crescimento das raízes e da
parte aérea.
Araújo et al. (2012) trabalhando com duas cultivares de arroz, observaram
que o fornecimento de nitrogênio na dose de 250 mg m-3, reduziu acentuadamente a
massa seca de raíz e a massa seca da parte aérea em ambas as cultivares e em
todos os estádios de crescimento.
4.10 Massa seca de raiz total
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo e do nitrogênio sobre a
massa seca de raiz total. A maior massa seca de raízes total de 19,78 g vaso -1
ocorreu na densidade do solo de 1,0 Mg m-3. Quando comparado a densidade de 1,8
Mg m-3 onde a massa seca de raiz total foi de 7,31 g vaso-1, para esta variável em
condições de maior densidade do solo houve decréscimo de produção de 63,02%
(Figura 17A).
38
Figura 15. Massa seca de raiz total aos 83 dias após a emergência em função da densidade do solo(A) e em função do nitrogênio (B). * e *** Significativo a 5 e 0,1% respectivamente.
Para o nitrogênio a maior massa seca de raíz foi de 17,65 g vaso-1 observada
na ausência de adubação nitrogenada. N a dose de 200 mg dm-3, houve um
decréscimo de 48,61% na massa seca de raíz (9,07 g vaso-1) (Figura 17B).
Para Primavesi (1990), as culturas possuem capacidade variável em sua
habilidade de romper as camadas compactadas, geralmente densidades do solo de
1,2 e 1,4 Mg m-3, já pode ser uma barreira física para o crescimento radicular, sendo
que se torna crítico na densidade de 1,6 Mg m-3.
Para o cártamo torna-se evidente que densidades acima de 1,2 Mg m -3
reduziu desenvolvimento radicular. Resultados semelhante foram encontrados por
Guimaraes et al. (2002) para a cultura do feijoeiro. Para a cultura do Tomateiro
(Solanum lycopersicum), o nitrogênio causou toxidez reduzindo o crescimento para
esta cultura (KUHLCAMP et al 2005).
4.11 Massa seca de raiz por camadas
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo e do nitrogênio sobre a
massa seca de raiz por camada (Figura 4A e 4B).
BA
BA
39
Figura 16. Massa seca de raiz nas camadas de 10-20 e 20-30 cm em função da densidade dosolo(A), e nas camadas de 0-10 e 20-30 cm em função da adubação nitrogenada (B) aos 83 diasapós a emergência. *, ** e *** Significativo à 5, 1 e 0,1% respectivamente.
Na camada superficial de 0-10 cm, não houve diferença significativa, pois está
camada estava com densidade do solo igual para todos os tratamentos. Na camada
subsuperficial de 10-20 cm, com densidade do solo de 1,0 Mg m-3 a massa seca foi
de 5,25 g, comparada a densidade de 1,8 Mg m-3 com massa seca de 0,71 g,
observa-se decréscimo de produção de 86,48%.
Com impedimento físico, as raízes encontraram dificuldade em ultrapassar a
camada compactada, isso pode-se notar, na profundidade de 20-30 cm, abaixo da
camada compactada, onde na densidade do solo de 1,0 Mg m-3 houve uma
produção de massa seca de 7,10 g. Comparada a densidade de 1,8 Mg m-3 com
massa seca de 1,73 g, observa-se queda de produção de massa seca de 75,63%
(Figura 18A), resultados expressivos que evidenciam a sensibilidade das raízes da
cultura de cártamo a compactação do solo.
Com relação ao nitrogênio na camada de 0-10 cm a maior massa seca de raiz
observada foi de 8,07 g, observados na ausência de adubação. Na dose de 200 mg
dm-3 observou-se massa seca de 4,16 g, com decréscimo de 48,53% em relação ao
tratamento que proporcionou maior massa seca de raiz. Na camada de 10-20 cm
não houve efeito significativo em função da adubação nitrogenada, com
impedimento físico para infiltração de água e nutrientes.
Da mesma forma, na camada de 20-30 abaixo da camada compactada, foi
influenciada pelas doses de nitrogênio. Observa-se maior massa seca de raiz de
6,44g na ausência de adubação, com um decréscimo de 64% quando se aplicou 200
mg dm-3, com massa seca de raiz de 2,32 g.
40
De acordo com Costa (1998), em condições de compactação há alguns
fatores que interferem o desenvolvimento normal da raiz, dentre eles, estão
presença de poucos macroporos e fendas, baixa concentração de oxigênio e
nutrientes. Whisler et al., (1965) observaram que pode haver uma diminuição de até
4 vezes o teor de N mineralizado com o aumento da densidade de um solo de
textura franco-argilosa.
Em outras culturas Hoffmann e Jungk (1995), verificaram que a falta de
aeração no solo não foi tão prejudicial quanto a resistência a penetração, tornando o
principal fator que interfere o crescimento radicular da cultura da beterraba (Beta
vulgaris, L.). Assim como Leonel et al. (2003), avaliando diferentes braquiárias
(Brachiaria brizantha) sob diferentes níveis de compactação, em um solo argiloso,
observaram que a compactação diminui tanto a massa seca de raízes quanto a
massa seca da parte aérea das plantas.
4.12 Concentração de nitrogênio
Houve efeito quadrático da adubação nitrogenada sobre a concentração de
nitrogênio nos capítulos e efeito linear crescente do nitrogênio sobre a concentração
na parte aérea (Figura 19). Nota-se que a concentração de nitrogênio nos capítulos
aumentou com o suprimento deste, com máxima concentração de 32,71 g kg-1 na
dose de 179 mg dm-3 de nitrogênio (Figura 19A).
Da mesma forma para parte aérea total da planta, nota-se que a
concentração de nitrogênio de 20,22 g kg-1 foi observada na dose de 200 mg dm-3,
sendo que na ausência de adubação a concentração foi de 10,28 mg vaso-1 (Figura
19B).
41
Figura 17. Concentração de N no capítulo (A) e na parte aérea (B) em g kg-1 em função das doses denitrogênio.** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.
A concentração de nitrogênio no capítulo foi maior do que na parte aérea total
da planta. A cultura de cártamo estava, iniciando o enchimento de grãos, onde maior
parte da nitrogênio foi mobilizado para as estruturas reprodutivas.
Houve uma váriação de 23,1 a 32,71 g kg-1 de nitrogênio no capítulo,
enquanto que na parte aérea a variação foi de 10,28 a 20,22 g kg -1. Resultados
semelhantes foram encontrados por Anicésio et al (2015), onde incremento das
doses de nitrogênio proporcionou aumento linear da concentração de nitrogenio no
capítulo das plantas de cártamo de 27,4 a 33,4 g kg-1 e na parte aérea de 9,55 a
14,08 g kg-1,
Segundo Dordas e Sioulas (2009), o acúmulo de nitrogênio é influenciado
pelo genótipo e eficiência do uso de nitrogênio. Clarke et al., (1990) afirmam que a
quantidade de água disponivel tambem influencia a concentração de nitrogênio nas
plantas.
Abbadi et al (2008), em estudos comparando a cultura de cártamo e girassol,
observaram que o cártamo necessita de uma menor concentração de nitrogenio
foliar para obter rendimentos ótimos, constatando que o cártamo é eficiente na
utilização do nitrogenio.
Desta forma é necessário manter os teores de nitrogenio foliar, pois ele está
ligado ao teor de clorofila e aos processos de trocas gasosas podendo diminuir a
fotossintese, reduzindo o crescimento e desenvolvimento da cultura, provocando
queda de produtividade.
BA
42
4.13 Acúmulo de Nitrogênio
Houve efeito linear crescente do nitrogênio sobre o acúmulo de nitrogênio na
parte aérea e nos capítulos.
Na parte aérea das plantas de cártamo na maior dose de nitrogênio (200 mg
dm-3), houve maior acúmulo de nitrogênio de 642,63 mg vaso-1 (Figura 20A). Da
mesma forma nos capítulos foi observado maior acúmulo de nitrogênio de 614,99
mg vaso-1 na dose de 200 mg dm-3. Comparado a ausência de adubação
(405,19 mg vaso-1), verificamos decréscimo de 34,11% no acumulo de nitrogênio
(Figura 20B).
Figura 18. Acumulo de N na parte aérea (A) e no capítulo (B).em função do nitrogênio** e ***Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.
Também houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre o
acúmulo de nitrogênio na parte aérea e nos capítulos.
Para parte aérea, o maior acumulo de nitrogênio foi encontrado na densidade
do solo de 1,0 Mg m-3 (711,52 mg vaso-1). Com o aumento da densidade para 1,8 Mg
m-3 houve um decréscimo de 51,73% do nitrogênio acumulado na parte aérea
(343,46 mg vaso-1) (Figura 21A).
Para os capítulos verificou-se que na densidade de 1,8 Mg m -3, houve um
acúmulo de 328,55 mg vaso-1. Desta forma com o aumento de densidade houve uma
redução de 52,2% no acumulo de nitrogênio no capítulo (Figura 21B).
BA
43
Figura 19. Acúmulo de N na parte aérea total (A) e nos capítulos (B) em função da densidade do solo.** e *** Significativo a 1 e 0,1% respectivamente.
A compactação do solo pode ocasionar perda de nitrogênio do solo, pela
emissão de óxido nitroso (BHANDRAL et al., 2007), sendo ele um dos gases que
causam o aquecimento global, é capaz de absorver uma grande quantidade de
energia, até mais que o CO2, causando a destruição da camada de ozônio. Ou pelo
acúmulo de íons amônio (PENGTHAMKEERATI et al., 2006). O nitrogênio é
essencial para o crescimento e desenvolvimento das culturas, e quando perdido
pode poluir o ar, acidificar o solo e contaminar o lençol freático.
Além disso, a compactação do solo reduz a sua porosidade total, alterando
assim a atividade da água, sendo esta, importante para o fluxo de massas
(BORGES et al., 1999). A agua é o meio pelo qual os nutrientes são absorvidos e
disponibilizados para o metabolismo vegetal. Resultados semelhantes foram
encontrados por Cabral et al., (2012) que constataram que a compactação do solo
interferiu na nutrição mineral dos capins Mombaça e Piatã.
4.14 Densidade do solo da camada compactada
Houve efeito linear crescente da densidade do solo inicial sobre a densidade
do solo final. (Figura 22).
A B
44
Figura 20. Densidade do solo na camada compactada após o cultivo do cártamo, em relação adensidade inicial.
A densidade do solo final compreendeu valores entre 1,24 e 1,66 Mg m -3. Para
a densidade do solo de 1,0 Mg m-3 inicialmente, quando comparada após o cultivo,
nota-se um aumento de 24% dessa densidade. Isso pode ter ocorrido pelo
fornecimento de água e a pressão exercida pela camada superficial e o crescimento
radicular, desta forma, alterado o contato da raiz com o solo, possibilitando maior
absorção de nutrientes e fixação da planta no solo.
Para a densidade do solo que inicialmente era de 1,8 Mg m -3, após o cultivo
ela sofreu uma redução de 7,88%, passando a ser 1,66 Mg m-3, densidade esta que
foi prejudicial ao cártamo para a maioria das características morfológicas avaliadas.
As raízes da cultura de cártamo, conseguiram penetrar na camada compactada,
mesmo que em menor quantidade, o que proporcionou um rompimento mais
uniforme desta camada.
4.15 Porosidade total
Houve efeito linear decrescente da densidade do solo sobre a porosidade
total (Figura 23).
A porosidade total na camada compactada, diminuiu com o aumento da
densidade, resultados como este já eram esperados. O aumento da densidade do
solo causa mudanças na estrutura do solo, alterando a disposição dos agregados e
das partículas diminuindo assim a porosidade total deste solo.
45
Figura 21. Porosidade total do solo na camada compactada após o cultivo do cártamo, em relação adensidade inicial.
A porosidade do solo é uma propriedade física do solo que sofre grandes
alterações com a compactação (RICHART, et al., 2005).
Resultados semelhantes foram encontrados por Freddi et al. (2007)
trabalhando com a cultura do milho em um Latossolo Vermelho, que mesmo após o
cultivo, os tratamentos que haviam sofrido compactação apresentaram menor
porosidade total em relação aos que não haviam sofrido a compactação.
Albuquerque et al. (2015) observaram que um Latossolo Amarelo após sofrer
compactação pelo pisoteio do gado em pastagem, houve redução da porosidade
total.
46
5. CONCLUSÕES
A compactação do solo na camada subsuperficial prejudicou o crescimento e
desenvolvimento da cultura de cártamo, reduzindo massa seca da parte aérea e dos
capítulos, a altura das plantas, o número de folhas, o número de capítulos. Reduziu
também o acúmulo de nitrogênio na parte aérea e nos capítulos e a porosidade total
do solo na camada compactada.
A adubação nitrogenada foi benéfica para a cultura do cártamo, aumentando
o índice de clorofila, a concentração e o acúmulo de nitrogênio na parte aérea e nos
capítulos.
A massa seca de raiz e o volume de raiz, total e por camadas foram reduzidos
tanto pela densidade do solo quanto pela adubação nitrogenada.
47
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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