ADUBAÇÃO SILICATADA E LÂMINAS DE IRRIGAÇÃO NO CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
Lucia Helena Garófalo Chaves1*, Jose Dantas Neto1, Josely Dantas Fernandes1, Hamilton Santos Alves1, Pedro Henrique Pinto Ribeiro1
RESUMO: As escórias de siderurgia quando aplicadas aos solos têm efeito sobre suas propriedades físico-químicas tal como na nutrição das plantas, uma vez que são fontes de silício, cálcio e magnésio. Objetivando-se avaliar os efeitos do uso do silício presente em escória de siderurgia, e lâminas de água no crescimento e produção de cana-de-açúcar da cultivar SP 791011. Desse modo, realizou-se um experimento em condições de campo no município de Queimadas, PB, num esquema de parcelas subdivididas, com três repetições, sendo utilizadas cinco lâminas de irrigação (360; 540; 720; 900 e 1080 mm dia-1) referentes à reposição de água de 50, 75, 100, 125 e 150 % da evapotranspiração da cultura distribuídas em faixas e quatro doses de silício (0; 300; 600 e 900 kg ha-1). Aos 330 dias após o plantio, foram avaliadas as variáveis: altura da planta, diâmetro caulinar, área foliar e a produtividade. A eficiência da escória de siderurgia não apresentou comportamento satisfatório na altura de planta, no diâmetro caulinar e na produtividade da cana-de-açúcar. O uso das lâminas de irrigação contribuiu para aumentar a produtividade da cultura. A interação da escória de siderurgia com as lâminas de irrigação contribuiu para diminuir o diâmetro caulinar e área foliar da cana-de-açúcar.
Palavras-chave: Escórias de siderurgia, Saccharum officinarum, produtividade.
SILICATE FERTILIZATION AND DEPTH OF IRRIGATION WATER ON SUGAR CANE GROWTH AND PRODUCTION
ABSTRACT: The steel will residue when applied to soils, have an effect on their physicochemical properties such as in plant nutrition, since they are sources of silicon, calcium and magnesium. Aiming to evaluate the effects of the use of steel will residue, and water levels on growth and yield of sugar cane cultivar SP 791011, an experiment was conducted under field conditions in the municipality of Queimadas, PB, in a split plot design with three replications, and five irrigation water used (360, 540, 720, 900 and 1080 mm day-1) for the replacement of water 50, 75, 100, 125 and 150% evapotranspiration culture divided into tracks and four doses of silicate (0, 300, 600 and 900 kg ha-1). At 330 days after planting following variables were evaluated: plant height, stem diameter, leaf area and yield. The efficiency of the steel will residue was not sufficient in plant height, stem diameter and the yield of sugar cane. The use of irrigation helped to increase crop productivity. The interaction of the steel will residue with the irrigation helped reduce stem diameter and leaf area of sugar cane.
Keywords: Steel will residue, Saccharum officinarum, yield.
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1
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia, Departamento de Engenharia Agrícola. Av. Aprígio Veloso,882, Bodocongo. CEP: 58109-970. Campina Grande, PB – Brasil. E-mail: lhgarofalo@hotmail.com. Autor para correspondência.
INTRODUÇÃO
No Brasil, o cultivo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) é um dos mais importantes, devido, principalmente, aos aspectos econômico, ambiental e social. No âmbito da economia, na região semiárida do Nordeste brasileiro, ela assume sua importância devido a fonte de renda para os agricultores desta região, visto que o produto da cana-de-açúcar é bem diversificado, podendo ser produzido rapadura, açúcar mascavo, cachaças absorvíveis em mercados nacionais ou internacionais. Além disso, as folhas da planta são usadas para alimentação de animais, e parte da produção da cana-de-açúcar serve para complementação de silagem oferecida ao gado em períodos de estiagem prolongada. Do ponto de vista ambiental o cultivo de cana-de-açúcar proporciona a mitigação das emissões dos gases de efeito estufa e na ótica social essa cultura emprega uma mão de obra considerável.
Entretanto, a variabilidade e má distribuição da precipitação pluvial na região semiárida do Nordeste brasileiro são as principais causas de prejuízos para a cultura da cana-de-açúcar, principalmente pela redução de produtividade e mortalidade das soqueiras que obriga aos agricultores renovarem os canaviais mais precocemente (SILVA et al., 2002). Grande parte das precipitações na referida região concentra-se em três ou quatro meses, sendo, em geral, os demais meses restantes do ano, isentos de chuvas.
O silício (Si) é o segundo elemento mais abundante em teor total na crosta terrestre, sendo o principal constituinte dos solos, que diferem quanto à sua capacidade de fornecimento de Si às plantas. A extração de Si em solos é alta, podendo reduzir até 20% os teores de Si inicial após os ciclos de cana-de-açúcar, independentemente se o solo possui alto, médio ou baixo teor inicial (CAMARGO et al., 2011).
As fontes mais abundantes e baratas de Si são as escórias siderúrgicas, resíduo da fabricação do ferro-gusa e do aço, que são compostos basicamente de silicatos de Ca e/ou Mg. A sua qualidade é fundamental porque há alguns silicatos com alto teor total e baixo teor solúvel. Bons silicatos apresentam alto teor de Si-solúvel, boas propriedade físicas e custo acessível. A presença do silício (Si) no tecido vegetal tem resultado em benefícios aos vegetais, especialmente quando estes são submetidos a algum tipo de estresse, seja ele de caráter biótico ou abiótico.
No Brasil, vários trabalhos de pesquisa demonstraram na literatura resultados consistentes à aplicação de silicato para a cana-de-açúcar, ou seja, mostraram o aumento da produtividade desta cultura em relação a adubação com silicatos. No entanto, são poucos os trabalhos feitos para o silício e cana-de-açúcar sobre estresse hídrico, mas há resultados promissores corroborando Rosseto et al. (2005).
Sabe-se que a acumulação do Si nos órgãos de transpiração provoca a formação de uma camada dupla de sílica cuticular, a qual reduz a perda de água por transpiração, aumentando a eficiência no uso da água pelo vegetal (NWUGO; HUERTA, 2008). Segundo Faria (2000) e Ma et al. (2001), a eficiência no uso de água pode ser de grande importância para as gramíneas que crescem em regiões onde o período de estiagem é longo e severo. Segundo Silva e Casagrande (1983) em folhas de cana-de-açúcar, ricas em silício, o elemento preencheria os espaços interfibrilares, reduzindo o movimento de água através da parede celular, causando aumento da economia de água na planta, pela diminuição da taxa de transpiração.
produção da cana-planta da cultura da de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) cultivadas em condições de campo.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido em condições de campo na fazenda Ponta da Serra, município de Queimadas, PB, cujas coordenadas geográficas são latitude de 7º 22’ 00” S, longitude de 36º 00’ 06’’ W e altitude de 482 metros. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é do tipo As’, quente e úmido. A região apresenta uma média anual de precipitação pluvial de 600 mm, temperatura máxima de 32 ºC, mínima de 22 ºC e umidade relativa do ar de 65 %. O solo predominante na área experimental é o Neossolo Regolítico eutrófico, com as seguintes características físicas e químicas de acordo com Embrapa (1997): areia = 642,4 g kg-1; silte = 306,7 g kg-1; argila = 50,9 g kg-1; pH (H2O) = 5,65 ; Ca = 3,22 cmolc kg-1; Mg = 3,39 cmolc kg-1; Na = 0,15 cmolc kg-1; K = 0,60 cmolc kg-1; H = 0,66 cmolc kg-1; Al = 0,00 cmolc kg-1; matéria orgânica = 1,48 g kg-1 e P = 21mg kg-1.
O experimento foi instalado num esquema de parcelas subdivididas, com três repetições, sendo utilizadas cinco lâminas de irrigação (360; 540; 720; 900 e 1080 mm dia-1) referentes à reposição de água de 50, 75, 100, 125 e 150 % da evapotranspiração da cultura, distribuídas em faixas e quatro doses de silício (SiO2) (0; 300; 600 e 900 kg ha-1) compondo as subparcelas. A parcela experimental consistiu de 6 fileiras de cana-de-açúcar com 10 m de comprimento, espaçadas de 1 m, sendo a área útil da parcela considerada para coleta dos dados foi composta de 4 fileiras centrais com 8 m lineares (deixando-se 1 m em cada extremidade da fileira, como bordadura), totalizando 32 m2.
Após o preparo convencional do solo, com uma subsolagem e uma gradagem, foi aplicado ao solo AGROSSILICIO PLUS
como fonte de silício, que é um fertilizante mineral simples, proveniente de escória de siderurgia silicatada contendo: 25,0 % de Cálcio; 6,0 % de Magnésio e 10,5 % de Silício.
A cultivar de cana-de-açúcar utilizada foi a SP 791011 sendo plantada em abril de 2009 e colhida em abril de 2010; as últimas amostragens foram em março de 2010, 330 dias após plantio, um mês antes da colheita. O espaçamento utilizado foi 1,00 m entre as fileiras, prevendo-se trabalhar com uma densidade de 16 gemas por metro linear.
A água utilizada na irrigação foi procedente do riacho de Bodocongó, pertencente à bacia hidrográfica do rio Paraíba. O sistema de irrigação adotado foi localizado do tipo “xique-xique”, cuja vazão média de cada furo foi de 8 L h-1. As linhas laterais foram de polietileno com diâmetro nominal de 16 mm, dispostas em cada fileira de planta, ou seja, adotou-se a distância de 1,0 m entre linhas laterais. As lâminas de irrigação foram determinadas a partir da evapotranspiração (ETo), para a estimativa
da ETc. A determinação da
evapotranspiração de referência (ETo) foi feita diariamente, utilizando-se do modelo de Penmann & Monteith (ALLEN et al., 1998).
A primeira irrigação foi feita com um único nível em todos os setores, de modo que se tivessem todos os tratamentos na capacidade de campo no início da pesquisa. Somente a partir daí se iniciou a aplicação dos tratamentos de lâmina de água, referentes à reposição de 50, 75, 100, 125 e 150 %, da evapotranspiração da cultura, com um turno de irrigação a cada sete dias.
qual foi realizada com um paquímetro analógico, cujas leituras foram efetuadas na região do colo de cada planta, próximo ao nível do solo, segundo Skora Neto (2003); 3) área foliar, a qual foi calculada através da expressão: AF = C x L x 0,75, descrita e utilizada por Tollenaar (1992). A área foliar por planta foi calculada somando-se as áreas de todas as folhas da planta; 4) massa seca da parte aérea, ou seja, após a coleta, as plantas foram levadas ao laboratório, onde foram, condicionados os colmos e as folhas em sacos de papel para secagem em estufa de circulação de ar forçado a 65°C, visando-se à determinação da matéria visando-seca de cada
amostra. A produtividade da cana-de-açúcar foi obtida pesando-se os colmos da área útil de cada parcela e posteriormente convertendo-se para tonelada por hectare. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os maiores valores médios obtidos de altura de planta de cana-de-açúcar foram de 135,66 cm e 127,78 cm correspondentes a maior lâmina de irrigação e a dose de 600 kg ha-1 de silício, o que representaram um aumento de 13,22% e 0,88% em relação à 50 % ETC e ausência de silício, respectivamente (Tabela 1).
Tabela 1. Valores médios das variáveis altura da planta (AP), diâmetro caulinar (DC), área foliar (AF) e da produtividade da cana-de-açúcar SP 791011, submetida em diferentes lâminas de irrigação e doses de silicato
Fatores Altura de planta (cm) Diâmetro caulinar (mm) Área foliar (cm2) Produtividade (ton ha-1) Lâminas de irrigação (% ETC)
Tabela 2. Resumo da análise de variância para a altura da planta (AP), diâmetro caulinar (DC), área foliar (AF) e produtividade da cana-de-açúcar SP 791011, em função de diferentes lâminas de irrigação e doses de silicato
Fonte de variação Grau de liberdade Quadrado médio
ALT DC AF PROD Bloco 2 182,31ns 3,179ns 2114898,94ns 2242,22** Lâmina (L) 4 575,33ns 5,805ns 1351594,24ns 952,0* Linear 1 - - - 2862,51* Quadrático 1 - - - 491,07** Resíduo (L) 8 199,62 1,532 852909,55 78,45 Silício (S) 3 9,024ns 12,977* 1092459,88ns 182,54ns Linear 1 - 36,94** - - Quadrático 1 - 1,87ns - - L x S 12 100,90ns 6,996* 800838,09* 204,29ns L dentro de S2 Linear 1 - 0,00ns 97133,99ns - Quadrático 1 - 5,20ns 26164,56ns - Cúbico 1 - 15,46* 904403,94ns - L dentro de S3 Linear 1 - 7,58ns 6252972,71** - Quadrático 1 - 0,18ns 86837,69ns - Cúbico 1 - 2,87ns 446383,37ns - L dentro de S4 Linear 1 - 12,88ns 53527,37ns - Quadrático 1 - 11,62ns 1462059,53ns - Cúbico 1 - 5,92ns 3452391,20** - S dentro de L1 Linear 1 - 22,26* 792,57ns - Quadrático 1 - 29,17** 3736580,04** - Cúbico 1 - 5,98ns 1540864,64ns - S dentro de L4 Linear 1 - 23,86* 1625375,62* - Quadrático 1 - 2,48ns 371236,95ns - Cúbico 1 - 0,35ns 123302,13ns - Resíduo (S) 30 129,44 3,327 322098,61 138,33 CV (%) L 11,15 4,39 33,59 7,20 CV (%) S 8,98 6,46 20,64 22,84 Média geral 126,68 28,22 2749,04 51,49
*, **: significativo a 5% e 1% de probabilidade; ns não significativo Devido estes baixos aumentos, as
lâminas de irrigação, as doses de silício e a
planta (Tabela 2). Estes dados corroboraram Medeiros et al. (2009), onde a aplicação de escória de siderurgia, rica em silicato de cálcio e magnésio, na cultura da cana-de-açúcar, não teve influência significativa no crescimento das plantas. Em duas cultivares de trigo submetidas a doses crescentes de silício, Orioli Júnior et al. (2008), notaram que o silício não interferiu na altura das plantas,contrariando o que havia sido observado por Gong et al. (2003). De acordo com esses autores, em boas condições de umidade do solo a aplicação de silício aumentou a altura de plantas de trigo; no entanto, quando submeteram as plantas conjuntamente à aplicação de silício e estresse hídrico, a altura de plantas se manteve constante.
Os valores do diâmetro caulinar em relação às lâminas crescentes de irrigação foram muito semelhantes, ou seja, o maior e
o menor valor médio obtido de diâmetro caulinar foi de 29,08 mm (100 % ETC) e 27,52 mm(150 % ETC), respectivamente, mostrando um aumento entre os mesmos somente de 5,7%. Por causa disto não houve diferença significativa entre estes valores (Tabela 2).
Em relação às doses de silício, houve efeito significativo no diâmetro caulinar, diminuindo linearmente em relação aos aumentos das doses (Figura 1), corroborando Madeiros et al. (2009) que mostraram decréscimo no diâmetro caulinar de cana-de-açúcar quando adubada com doses crescentes de silício. Entretanto, Neri et al. (2009), constataram aumento do diâmetro do caule das plantas de milho, quando adubadas com silício. De acordo com Plucknett (1971), entre outros benefícios o silício pode aumentar o tamanho e o diâmetro dos colmos da cana-de-açúcar. y = -0,002x + 29,27 R² = 0,948 26,5 27,0 27,5 28,0 28,5 29,0 29,5 0 150 300 450 600 750 900 D iâ m e tr o c a u li n a r, m m
Doses de silica to, kg ha-1
Figura 1. Diâmetro caulinar em função das doses de silício O diâmetro caulinar das plantas de
cana-de-açúcar foi influenciado significativamente ao nível de 5% de probabilidade pela interação de lâminas de irrigação com a dose de 300 kg ha-1 de
Figura 2. Diâmetro caulinar em função das lâminas de irrigação em cada dose de silício.
Da mesma forma, a interação das doses de silício dentro das lâminas de irrigação 360 e 900 mm (50 e 125 % ETC, respectivamente)
foi influenciada significativamente ao nível de 5% de probabilidade.
Figura 3. Diâmetro caulinar em função das doses de silício em cada lâmina de irrigação.
O maior valor médio de área foliar obtido foi de 3221,78 cm2, utilizando-se a lâmina de 75% ETc (540 mm) o que representa um aumento de 47,44 % em relação à menor média encontrada na lâmina de 125% ETc (2185,12 cm2) (Tabela 1). Entretanto, a lâmina de irrigação não foi influenciada significativamente na área foliar (Tabela 2). Ao contrário de Varela (2002) que estudando a área foliar da cana-de-açúcar na região dos tabuleiros costeiros paraibanos obteve significativamente uma área foliar máxima de 35,00 dm2, aos 246 dias, em um cultivo irrigado com intervalo de irrigação a cada 12 dias, com lâmina de água de irrigação de 13,8 mm.
Em ambientes com deficiência hídrica, a acumulação de silício nos órgãos de transpiração provoca a formação de uma dupla camada de sílica cuticular, a qual, pelo
aumento da espessura, promove uma redução da transpiração, diminuindo a abertura dos estômatos e limitando a perda de água das plantas (FARIA, 2000). De acordo com Deren et al. (1993), o silício pode atuar favorecendo a fotossíntese, interferindo na arquitetura das plantas e até mesmo no metabolismo, o que implicaria em maior área foliar. Isto não aconteceu no presente trabalho, uma vez que, o efeito das doses crescentes de silício não foi significativamente influenciado na área foliar (Tabela 2). Entretanto, a interação de lâminas de irrigação com as doses de silício foi influenciada significativamente ao nível de 5% de probabilidade (Tabela 2) sendo que o desdobramento mostrou significância das lâminas de irrigação apenas sobre as doses 600 e 900 kg ha-1 de silício de forma linear e cúbica, respectivamente (Figura 4).
Figura 4. Área foliar em função das lâminas de irrigação em cada dose de silício.
Já as doses de silício influenciaram sobre as lâminas de irrigação 360 e 900 mm,
Figura 5. Área foliar em função das doses de silício em cada lâmina de irrigação. Para a produtividade de colmos (t ha-1)
houve efeito significativo da lâmina de irrigação a 5% de probabilidade, com
variação crescente de forma quadrática (Tabela 2) com pode ser visto na Figura 6.
y = 5E-05x2- 0,048x + 55,88 R² = 0,880 0 10 20 30 40 50 60 70 360 540 720 900 1080 P ro d u ti v id a d e , k g h a -1 Lâ mina s de irriga çã o, mm
Experimentos de campo conduzidos no Brasil, principalmente em solos arenosos, têm demonstrado resultados bastante consistentes, com relação do silício em cana-de-açúcar. Da mesma forma para outras culturas, por exemplo, arroz e tomate. Segundo Barbosa Filho et al. (2001), constataram um aumento de rendimento de grãos de arroz de acordo com a fertilização silicatada o que, segundo esses autores se pode relacionar ao aumento na disponibilidade de silício e cálcio derivados da aplicação do silicato de cálcio. Em relação ao tomateiro, Fiori (2006) utilizando escória agrícola rica em silicato de cálcio, obteve aumento da produtividade de frutos de tomate, cultivares Carmen e Colibri.
Entretanto, no presente experimento, não ocorreram efeitos significativos de doses de silício sobre a produtividade corroborando Vitti et al. (1999), Leite et al. (2008) e Orioli Júnior et al. (2008) apesar de ter ocorrido ligeira superioridade dos tratamentos em comparação com a testemunha. O aumento da produtividade foi de 9,76 % variando da testemunha (ausência de silício) a maior dose de silício, 900 kg ha -1
, contudo, o aumento da produtividade de colmos com a aplicação crescente das doses de silício de 600 para 900 kg ha-1 foi de 15,75 %. Segundo Datnoff et al. (2001), os aumentos de produção de cana-de-açúcar variaram de 11 a 16%, na cana planta e de 11 a 20 % na cana soca com a aplicação de silício na cultura. É preciso salientar que o solo escolhido para este experimento apresenta minerais ainda pouco intemperizados, tais como, argilo silicatos do tipo 2:1, os quais são ricos em Si. De acordo com Korndörfer et al. (2002), a presença desses argilos silicatos pode ter determinado uma maior disponibilidade do Si no solo e, consequentemente, diminuído a resposta da cana-de-açúcar ao Si.
CONCLUSÕES
A eficiência da escória de siderurgia não apresentou comportamento satisfatório na altura de planta, no diâmetro caulinar e na produtividade da cana-de-açúcar.
O uso das lâminas de irrigação contribuiu para aumentar a produtividade da cana-de-açúcar.
Em geral, a interação da escória de siderurgia com as lâminas de irrigação contribuiu para diminuir o diâmetro caulinar e área foliar da cana-de-açúcar.
AGRADECIMENTO
À Hascos Minerais pela doação de Agrossilício, fonte de silício utilizada no experimento.
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