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Rendimento da cultura do milho em resposta à inoculação com Azospirillum brasilense associado às diferentes doses de nitrogênio e plantas de cobertura

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Academic year: 2021

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UNIJUÍ – UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

CHARLESTON DOS SANTOS LIMA

RENDIMENTO DA CULTURA DO MILHO EM RESPOSTA À INOCULAÇÃO COM Azospirillum brasilense ASSOCIADO ÀS DIFERENTES DOSES

DE NITROGÊNIO E PLANTAS DE COBERTURA

Ijuí – RS 2018

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CHARLESTON DOS SANTOS LIMA

RENDIMENTO DA CULTURA DO MILHO EM RESPOSTA À INOCULAÇÃO COM Azospirillum brasilense ASSOCIADO ÀS DIFERENTES DOSES

DE NITROGÊNIO E PLANTAS DE COBERTURA

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como um dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Agrônomo, Curso de Agronomia do Departamento de Estudos Agrários da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

Orientadora: Profª Drª Gerusa Massuquini Conceição

Ijuí – RS 2018

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CHARLESTON DOS SANTOS LIMA

RENDIMENTO DA CULTURA DO MILHO EM RESPOSTA À INOCULAÇÃO COM Azospirillum brasilense ASSOCIADO ÀS DIFERENTES DOSES

DE NITROGÊNIO E PLANTAS DE COBERTURA

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação em Agronomia – Departamento de Estudos Agrários da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul,

defendido perante a banca abaixo subscrita.

Banca Examinadora

_____________________________________________ Profª Drª Gerusa Massuquini Conceição

Orientadora – DEAg/UNIJUÍ

_____________________________________________ Prof. Mestre Valmir José de Quadros

DEAg/UNIJUÍ

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DEDICATÓRIA

Toda honra e glória ao Deus Pai, por minha vida. Aos meus pais, Antonio E. J. Lima e Rosane F. S. Lima, por todo amor, carinho e auxílio.

A minha esposa Maria F. R. C. Lima que sempre esteve ao meu lado. Louvo a Deus por sua vida.

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente gostaria de agradecer a Deus por estar sempre presente em minha vida, iluminando e guiando meu caminho, protegendo e dando-me forças a cada dia para enfrentar os obstáculos, chegando assim ao fim desta graduação.

Aos meus pais, Antonio Eloir de Jesus Lima e Rosane de Fátima dos Santos Lima, pelo amor e apoio durante o curso. E por nunca medirem esforços para que eu chegasse até esta etapa da minha vida.

A minha esposa Maria de Fátima Ribeiro Chicatte Lima, pelo apoio desmedido para que eu continuasse até o fim. À Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, pela oportunidade de fazer o curso.

À minha orientadora professora Gerusa Massuquini Conceição, pela amizade e ensinamentos, na orientação do meu Trabalho de Conclusão de Curso. Nunca vou me esquecer do incentivo nos momentos difíceis.

Ao Departamento de Estudos Agrários (DEAg), corpo docente e funcionários, que foram muito importantes na minha vida acadêmica e na minha formação profissional. Agradeço aos amigos pela ajuda mútua durante o curso de graduação, pela parceria, aprendizado e companheirismo dentro e fora da faculdade, cito: Andrei Bussler, Daniel Bronstrup, Felipe Schinitzler, Daison Martins, Rodrigo Rutz e Maiquel Windmoller.

Agradeço aos colegas bolsistas da pesquisa, Djenifer Muller, Camila Ceolin, Juliana de Lima Auler, Carlos Dalla Valle, Jardel M. Ullrich e Murilo Hedlund, que me ajudaram desde a semeadura das parcelas até a elaboração das etapas de avaliações, para construção desse trabalho. Dedico a vocês esta vitória e serei eternamente grato por tudo o que fizeram por mim. Esta conquista também é de vocês.

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RESUMO

Entre os insumos que mais se destacam para o aumento do custo de produção da cultura do milho, o nitrogênio é fundamental para o bom desenvolvimento e produtividade de gramíneas, que devido ao seu metabolismo C4 são altamente responsivas a adubação nitrogenada. Dentre as novas tecnologias em estudo para a cultura, destaca-se o uso de bactérias diazotróficas do gênero Azospirillum, as quais, quando associadas à rizosfera das plantas podem contribuir com a nutrição nitrogenada. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo avaliar a resposta da cultura do milho, submetido a diferentes doses de nitrogênio e utilização de Azospirillum brasilense cultivado sobre aveia preta e nabo forrageiro. O experimento foi conduzido em blocos casualizados, contando com dois sistemas de cultivo: Aveia preta (Avena strigosa) e nabo (Raphanus sativus L.) forrageiro, além de dois sistemas de inoculação: com e sem. Com doses de nitrogênio em cobertura de 0, 75, 150 e 225 kg ha-1. Foi avaliado a biomassa das plantas de cobertura, massa de raízes, diâmetro de colmo, estande de plantas, número de fileiras espiga-1, número de grãos fileira-1, produtividade de grãos, massa de cem grãos e índice de colheita. A cultura do milho foi responsiva a adubação nitrogenada, sendo as melhores doses de 177 kg ha-1 no sistema nabo e 200 kg ha-1 no sistema aveia para a variável (PG). O processo de inoculação com Azospirillum brasilense na cultura do milho não apresentou benefícios ao desenvolvimento. Porém, os diferentes sistemas de plantas de cobertura, exercem influência na expressão dos componentes de produtividade da cultura do milho. Destaca-se ainda que, nas condições do experimento, a cultura do milho apresentou resposta as diferentes doses de nitrogênio, independente da planta de cobertura utilizada e da presença ou não da inoculação.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Dados de temperatura do ar e precipitação durante o ciclo da cultura ... 20 Figura 2: Análise de regressão para as variáveis estande inicial (A), estande final (B), nº fileiras/espiga (C), massa de cem grãos (D) e produtividade de grãos (E) em sistema aveia-milho. Ijuí, safra 2017/2018 ... 24 Figura 3: Análise de regressão para as variáveis produtividade de grãos (A), massa de cem grãos (B) e índice de colheita (C) em sistema nabo-milho. Ijuí, safra 2017/2018 ... 27 Figura 4: Médias gerais e nas respectivas doses de N para variável produtividade de grãos (PG) em diferentes plantas de cobertura... 31

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Quadrados médios da análise de variância sistema: aveia-milho. Para as variáveis: estande inicial (EI), estande final (EF), massa de raiz (MR), número de fileiras/espiga (NFE), número de grãos/fileira (NGF), diâmetro de colmo (DC), produtividade de grãos (PG), massa de cem grãos (MCG) e índice de colheita (IC). UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018 ... 23 Tabela 2: Quadrados médios da análise de variância sistema: nabo-milho. Para as variáveis: estande inicial (EI), estande final (EF), massa de raiz (MR), número de fileiras/espiga (NFE), número de grãos/fileira (NGF), diâmetro de colmo (DC), produtividade de grãos (PG), massa de cem grãos (MCG) e índice de colheita (IC). UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018 ... 26 Tabela 3: Médias para a variável produtividade de grãos (PG). Para dois sistemas de inoculação. Sem (1) e com (2), em sistema nabo-milho. UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018 ... 28

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ... 9

1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 11

1.1 A CULTURA DO MILHO ... 11

1.2 NITROGÊNIO ... 12

1.3 IMPORTÂNCIA DO NITROGÊNIO NA CULTURA DO MILHO ... 12

1.4 IMPORTÂNCIA DE PLANTAS DE COBERTURA PARA CULTURAS SUCESSORAS ... 14

1.5 INOCULAÇÃO COM BACTÉRIAS DO GÊNERO AZOSPIRILLUM BRASILENSE EM GRAMÍNEAS ... 16

2 MATERIAL E MÉTODOS ... 19

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 23

CONCLUSÃO ... 33

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INTRODUÇÃO

A alta demanda pela produção de alimentos exige da cadeia produtiva de grãos patamares cada vez maiores de produtividade. Entre as culturas destinadas a alimentação, o milho destaca-se por ser uma das principais fontes de carboidratos, proteínas e vitaminas, sendo oferecido em grãos in natura, ou em rações formuladas e balanceadas. Tendo uma utilização de 70 a 80% desse cereal na composição de rações, para produção de proteína de origem animal, como carne, leite e ovos. No entanto tem-se nas últimas décadas uma redução na área semeada, devido aos altos riscos no processo de produção em sequeiro, impulsionado pelo baixo preço de comercialização, associado a um elevado custo.

Entre os insumos que mais se destacam para o aumento do custo de produção, destaca-se o nitrogênio, fundamental para o bom desenvolvimento e produtividade de gramíneas que devido ao seu metabolismo C4 são altamente responsivas a adubação nitrogenada (N). Consequentemente grandes quantidades do nutriente são necessárias à cultura. Porém, apesar de apresentar alta solubilidade e rápida disponibilidade à absorção, é um nutriente sintético não renovável, caracterizando a insustentabilidade do agroecossistema. Isso evidência a necessidade do estudo de novas tecnologias que possibilitem um manejo mais sustentável deste fertilizante, associados a manutenção de elevados rendimentos pela cultura.

Dentre as novas tecnologias em estudo para a cultura, destaca-se o uso de bactérias diazotróficas microaeróbias, do gênero Azospirillum, as quais, quando associadas à rizosfera das plantas podem contribuir com a nutrição nitrogenada, por gerar diversos estímulos para o crescimento das plantas, destacando-se a fixação biológica de N, produção de hormônios vegetais como auxinas, giberelinas e citocininas, solubilização de fosfato e maior desenvolvimento radicular. Cabe ressaltar ainda que, práticas de manejo com a cultura antecessora pode influenciar a atividade da bactéria, devido a disponibilidade de N residual,

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relação C/N, potencial de produção de biomassa e da capacidade de absorver e acumular nutrientes.

Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a resposta da cultura do milho, submetido a diferentes doses de nitrogênio e utilização de Azospirillum brasilense cultivado sobre aveia preta e nabo forrageiro.

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1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1.1 A CULTURA DO MILHO

O milho (Zea mays L.) pertence à família Poaceae, espécie originária da América do Norte, com centro de origem genética no México, sendo destinada ao consumo in natura para alimentação animal e humano, tendo ainda utilização industrial diversificada. Seu grão, entre outras finalidades, é transformado em óleo, farinha, amido, margarina, xarope de glicose e flocos para cereais matinais (SILVEIRA et al., 2015).

A domesticação de plantas da família Poaceae, que resultaram nos cereais, ocorreu há aproximadamente dez mil anos, sendo que no caso do milho, a domesticação data de aproximadamente sete mil anos, quando comunidades de Mesoamerica começaram a utilizar, consumir e domesticar uma gramínea do gênero Zea (MURPHY, 2007). Desde então, tem acontecido uma grande diversificação genética da espécie, em razão do manejo e uso que as diferentes populações humanas deram a essa cultura.

A produção global de milho foi de 1.036,7 milhões de toneladas na safra 2017/18, com grande expressividade entre os principais cultivos agrícolas no mundo (FIESP, 2018). Os Estados Unidos é o país que mais cultiva milho na agricultura mundial, com mais de 30 milhões de hectares a cada ano, seguido da China. Aliás, essa expressiva performance da agricultura dos Estados Unidos ocorreu devido à exploração da heterose no melhoramento de plantas, através do cultivo de plantas híbridas, certamente um dos mais significativos triunfos da genética vegetal (SILVEIRA et al., 2015).

No Brasil, a produção total de milho, compreendendo primeira e segunda safra, apresentou uma área semeada de 16.664,8 milhões de hectares, com produtividade média de 5.359 kg ha-1 (CONAB, 2018). Embora níveis mais elevados de produtividade já estejam sendo alcançados em algumas regiões, com auxílio de tecnologias para suprir a demanda hídrica nos estádios fenológicos, associados a manejos que priorizam cultivares de elevado potencial produtivo. Este cenário favorável para cultura se deve a fatores como o uso de tecnologias inovadoras no sistema de cultivo, tanto relacionado ao manejo de plantas de cobertura visando a proteção do solo e ciclagem de nutrientes, além da utilização de micro-organismos fixadores de nitrogênio, capazes de proporcionar incremento de produtividade, com redução de custos.

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1.2 NITROGÊNIO

Com a chegada dos fertilizantes sintéticos, mudou radicalmente o conceito de agricultura e de produção de alimentos. O nitrogênio passou a ser incorporado às culturas agrícolas, possibilitando aumento da produção e o desenvolvimento de monoculturas extensivas. O processo de fabricação industrial através da combinação de nitrogênio e hidrogênio utilizando grandes quantidades de calor, pressão e elevado gasto energético, consolidou a configuração do modelo produtivo atual (HENDGES, 2010).

Dentre os elementos considerados essenciais ao desenvolvimento das plantas, está o nitrogênio (N). Dos nutrientes que são absorvidos do solo, o nitrogênio é requerido em maior quantidade pela maioria das culturas agrícolas, sendo a sua essencialidade relacionada a constituição das proteínas, aminoácidos, pigmentos, ácidos nucleicos, hormônios, coenzimas, vitaminas e alcaloides (FLOSS, 2011). A escolha adequada da fonte de nitrogênio a ser utilizado deve ser levada em consideração, uma vez que as plantas respondem diferentemente as formas de N, e condições climáticas no momento da aplicação, porém, sabe-se que o mesmo é absorvido preferencialmente pelas raízes na forma inorgânica, como nitrato (NO3-) ou amônio (NH4+) (GHANEM et al., 2011).

A quantidade de nitrogênio a ser absorvida varia durante o ciclo de desenvolvimento das plantas em função da quantidade de raízes e da taxa de absorção. Normalmente, essa quantidade aumenta progressivamente durante o período de crescimento vegetativo, associado ao desenvolvimento efetivo do sistema radicular, atinge o máximo durante os estádios reprodutivos e cai na fase de enchimento dos grãos ou de frutos (CREGAN; BERKUM, 1984). Este comportamento pode estar ligado ao potencial produtivo já definido nos estádios fenológicos anteriores, além das reservas armazenadas na biomassa das plantas.

1.3 IMPORTÂNCIA DO NITROGÊNIO NA CULTURA DO MILHO

O nitrogênio é o nutriente absorvido em maior quantidade pelo milho. Entretanto, o seu manejo incorreto é o que mais interfere na produtividade e mais onera o custo de produção da cultura. O manejo da adubação nitrogenada deve suprir a demanda da planta nos períodos críticos e minimizar o impacto no ambiente pela redução de perdas (FERNANDES; LIBARDI, 2007). Assim, a dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta é influenciada principalmente pelo sistema de cultivo, pelo tipo de fertilizante, pelas formas de manejo e pelas condições edafoclimáticas (FIGUEIREDO et al., 2005).

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A adubação nitrogenada em cobertura é de amplo uso nas lavouras de milho, pois o nitrogênio é o elemento mais absorvido pela planta, interferindo diretamente sobre a divisão celular nos meristemas da planta e na definição da área foliar da cultura (PICOLI JUNIOR, 2011). Elevar a eficiência de uso dos fertilizantes nitrogenados pela cultura do milho, através do parcelamento e a época de aplicação do N, constituem-se em alternativas viáveis, pois há maior aproveitamento do N, resultante da sincronização entre as aplicações e o período de alta demanda do nutriente (SILVA et al., 2005). De maneira geral, têm se aplicado não mais que 50 kg ha-1 de N na semeadura, já que doses elevadas no sulco favorecem a salinização.

Na prática, a época de aplicação de N pode variar, sendo comum a aplicação de parte do N recomendado na semeadura e o restante em cobertura, quando as plantas estão com 4 a 8 folhas. No entanto, a dose e a época de aplicação de N é variável em função das condições edafoclimáticas de cada região. No período que compreende a emissão da 4ª e 6ª folha é quando ocorre a definição do potencial de produção do milho e da área foliar. Nessa fase ocorre o término da diferenciação do primórdio floral. A definição do número de fileiras da espiga está relacionada com a emissão da 7ª e 9ª folha, isso se deve as transformações que ocorrem na gema axilar das plantas (FANCELLI, 2000).

Em anos nos quais as condições climáticas são favoráveis à cultura do milho, principalmente fatores relacionados a temperatura, radiação solar e disponibilidade hídrica, a quantidade de N requerida para otimizar a produtividade de grãos pode alcançar valores superiores a 150 kg/ha (AMADO; MIELNICZUK; AITA, 2002), o que demonstra a exigência do nutriente pela cultura, embora tais aportes externos de N, estejam relacionados ao teor de matéria orgânica e a cultura antecessora, considerando a relação C/N da mesma. Em estudos realizados por Torres et al. (2014), para as doses de nitrogênio (0, 40, 80, 120 kg ha-1), observou-se diferença significativa para a altura de inserção da primeira espiga, número de grãos por espiga e massa de grãos por espiga, seguindo uma tendência linear nos resultados, onde quanto maior a quantidade de N aplicado, as variáveis analisadas também aumentavam seus índices quantitativos.

Embora a influência do nutriente seja extremamente decisiva na expressão dos componentes de produtividade, o aumento das doses como recurso exclusivo para elevar os ganhos não constituem alternativa sustentável para o sistema. Dessa forma, a identificação de estratégias de manejo da lavoura que possam atender a demanda nitrogenada do milho, com baixo custo de produção e limitado impacto ambiental, torna-se cada vez mais importante para aumentar a margem bruta do produtor, preservar o ambiente e garantir segurança alimentar para a população mundial (SANGOI et al., 2015).

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Entretanto para alguns parâmetros de avaliação, podem ser encontradas divergências quanto à influência do N aplicado. Cruz et al. (2008) verificaram componentes de produção de cultivares de milho e doses de nitrogênio em sistema de plantio direto. Conforme os resultados obtidos, doses de N superiores a 80 kg ha-1 não contribuíram para o aumento da altura de planta. Verifica-se, portanto, uma influência direta do ambiente e do próprio genótipo analisado.

1.4 IMPORTÂNCIA DE PLANTAS DE COBERTURA PARA CULTURAS SUCESSORAS

A utilização de plantas de cobertura do solo é importante estratégia para manutenção da capacidade produtiva de áreas agrícolas. O uso de espécies com elevado desenvolvimento vegetativo, sistema radicular expressivo e relação C/N maior, além de resultar em uma cobertura eficiente do solo, tais plantas geram acúmulo de nutrientes pelo tecido vegetal, liberando através da decomposição para a cultura subsequente.

A utilização de plantas de cobertura é importante para a qualidade física do solo, tanto na proteção da superfície o que reduz o impacto da gota da chuva, reduzindo riscos com processos erosivos, quanto no aporte de fitomassa proveniente da parte aérea e raízes, os quais contribuem diretamente para a agregação do solo (SOUZA et al., 2014). Além do mais, acumulam nutrientes no material vegetal e os liberam durante sua decomposição, possibilitando manutenção e melhoria da fertilidade do solo (SILVA et al., 2014), e estímulo à atividade biológica pela interação positiva entre plantas e microbiota do solo (REIS et al., 2012). A escolha de espécies vegetais para tais finalidades depende, dentre outras características, do potencial de produção de fitomassa e da capacidade de absorver e acumular nutrientes (SOUZA; GUIMARÃES, 2013). Essas características têm grande importância no sistema solo-planta por estarem relacionadas à ciclagem de nutrientes, o que aumenta a disponibilidade para as plantas e melhora a eficiência de uso dos fertilizantes (ALBUQUERQUE et al., 2013).

A proteção do solo pelas plantas relaciona-se com o desenvolvimento do dossel, dependente da espécie vegetal, pois plantas de diferentes famílias, apresentam capacidade competitiva pelos recursos do meio, características da espécie, podendo ser um fator limitante em determinados momentos (AGOSTINETTO et al., 2000). A velocidade de crescimento e de cobertura do solo influencia na capacidade dessas plantas interferir na formação de processos erosivos, pois no início do ciclo as plantas contêm pequena massa vegetal e cobrem pouco o solo, processo extremamente relacionado ao estabelecimento da cultura, o qual naturalmente é

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mais lento inicialmente, sendo este um período crítico no manejo físico do solo (BEZERRA; CANTALICE, 2006). Em geral, o monocultivo ou a sucessão de culturas atualmente presenciado no sistema de produção, agravam este problema que poderia ser solucionado com o uso de espécies para cobertura do solo antecedendo os cultivos comerciais, além de trazer benefícios como aumento da matéria orgânica do solo, constituindo agregados estáveis e retenção de água no sistema (WOLSCHICK, 2014).

Dentre as espécies utilizadas como cobertura do solo, destacam-se no sul do Brasil, a aveia, a qual é muito cultivada no período de inverno antecedendo os cultivos de verão, seguida pelo nabo forrageiro, cujo crescimento é rápido e oferece boa cobertura do solo, sendo alternativo às espécies de gramíneas e leguminosas (CALEGARI et al., 1993). Também pode ser destacado o Azevém (Lolium multiflorum) como cobertura de solo na região sul, principalmente pela facilidade de ressemeadura natural, resistência a doenças, elevado potencial de produção de sementes e pela versatilidade em consorciações (CASSOL et al., 2011).

A aveia preta (Avena strigosa) é uma forrageira que possui rápido crescimento inicial e alta produção de massa no primeiro corte, produção de grãos para alimentação animal e compostos alelopáticos para supressão de plantas invasoras (FEROLLA et al., 2007). Além disso, é uma espécie rústica, adaptada a vários tipos de solo e tolerância a acidez, sendo assim, uma das forrageiras de inverno mais utilizada para pastejo e cobertura de solo no sul do Brasil (FONTANELI et al., 2012). A semeadura é realizada de abril a meados de julho na Região Sul, sendo a quantidade de sementes de 60 a 80 kg por hectare, e feita em sulcos espaçados em 17 a 20 cm, com população média de 300 plantas m-2 e as sementes distribuídas a uma profundidade máxima de 5 cm, atingindo uma cobertura plena do solo entre 45 a 60 dias, com início do florescimento aos 100 dias (MONEGAT, 1991).

O nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), pertencente à família Brassicaceae, pode ser utilizado para adubação verde no inverno, rotação de cultura e alimentação animal, devido à característica de rápido crescimento, cobertura total do solo, com possibilidades de supressão em plantas daninhas, devido ao grande desenvolvimento foliar, atingindo um IAF elevado rapidamente. A estrutura de suas raízes é pivotante, bastante profundo, atingindo em média 40 cm, com o florescimento ocorrendo entre 65 a 75 dias após a semeadura, atingindo sua plenitude aos 100 dias, com a altura variando de 1,00 a 1,60 m, favorece na descompactação do solo e aeração. É excelente para cobertura do solo no inverno produzindo grande volume de palha para a prática do plantio direto, sendo a recomendação de 15 kg ha-1 de sementes, com população média de 60 plantas m-2 (COSTA et al., 1992).

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Martins, Gonçalves e Silva Junior (2016), comparando a capacidade de redução na densidade de plantas invasoras, através da utilização de diferentes plantas de cobertura, verificaram que a cobertura morta de aveia preta e nabo forrageiro, proporcionaram as menores densidades de plantas espontâneas (picão preto e caruru), demonstrando não haver a necessidade de herbicidas para controle dessas espécies na cultura subsequente do milho. Estes autores ainda destacam que, em parcelas sem a aplicação de herbicidas, tais coberturas proporcionaram maiores produtividades na cultura do milho, ainda salienta redução da densidade e acúmulo de massa seca das plantas infestantes, com a presença das respectivas espécies de cobertura. Associado a barreira física proporcionada pela grande quantidade de cobertura morta de nabo forrageiro na superfície do solo que foi superior a 10 t ha-1. As plantas de Avena spp. apresentam a capacidade de exsudar ácidos fenólicos e escopoletina, produto secundário da classe das coumarinas e que tem efeito inibidor no crescimento radicular das plantas (DUCCA; ZONETTI, 2008).

1.5 INOCULAÇÃO COM BACTÉRIAS DO GÊNERO AZOSPIRILLUM BRASILENSE EM GRAMÍNEAS

O solo merece atenção para com seus atributos físicos, químicos e biológicos, dentre estes, a atividade biológica é fundamental para seu equilíbrio, uma vez que é em parte responsável pelo processo de transformação estrutural do solo, o que proporciona relação direta com a infiltração e retenção de água, associado a estabilidades dos agregados (SPERA et al., 2009).

As bactérias diazotróficas associativas interagem com uma ampla variedade de plantas incluindo cereais de importância econômica na agricultura. Algumas bactérias podem estabelecer associação endofítica, ou seja, são capazes de colonizar espaços internos da planta, principalmente sistema radicular e, além de fixar nitrogênio, podem proporcionar condições apropriadas para proteger o complexo da nitrogenase à exposição ao oxigênio (SANTI; BOGUSZ; FRANCHE, 2013). Dentre as bactérias pertencentes ao gênero Azospirillum, a de maior potencial é a Azospirillum brasilense, a qual pode promover diversos estímulos para o crescimento das plantas, destacando-se a fixação biológica de N (FUKAMI et al., 2016), produção de hormônios vegetais como auxinas, giberelinas e citocininas (CAVALLET et al., 2000) e solubilização de fosfato. Consequentemente, maior desenvolvimento radicular, proporcionando maior superfície de contato raiz-solo pela produção de Ácido Indol Acético (AIA), hormônio promotor de crescimento meristemático

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(KAZI et al., 2016), aumento nos teores de clorofila e condutância estomática (HUNGRIA, 2011), além de alterações na atividade fotossintética das plantas (GORDILLO-DELGADO; MARÍN; CALDERÓN, 2016). Ainda, quando crescem dentro da planta, podem aumentar a atividade da enzima nitrato redutase (HUNGRIA, 2011).

Cada cepa do gênero Azospirillum interage com a raiz da planta hospedeira de forma diferente, algumas predominantemente colonizam a superfície da raiz, enquanto outras podem infectar o interior da raiz e, assim, atuar como endófitos, vivendo no interior de uma planta pelo menos durante parte da sua vida sem aparentemente causar doença a esta (MISHRA, 2012). Dentro desse gênero a espécie Azospirillum brasilense, tem sido usada como inoculante em diversas culturas, tais como: milho, sorgo, trigo, arroz, cana-de-açúcar e outras (REIS, 2007). Há na literatura respostas benéficas da interação entre Azospirillum spp. demonstradas com plantas de trigo (HUNGRIA, 2011), milho (QUADROS, 2009), milheto e arroz (PEDRAZA et al., 2009), sorgo e cana de açúcar. Estima-se que a adoção dessa tecnologia nos cultivos de leguminosas e também gramíneas, gere uma economia de 3,0 bilhões de dólares a cada safra no Brasil (EMBRAPA, 2009). A diversidade de associação entre diferentes espécies de plantas e a bactéria sugere que não há especificidade, mas sim ampla utilização da tecnologia.

No Brasil, Hungria et al. (2010), ao inocularem espécies selecionadas de Azospirillum em milho e trigo, encontraram incrementos de, respectivamente, 26 e 30% na produtividade de grãos dessas culturas, além de aumentos das absorções de P e K pelas plantas (NOVAKOWISK et al., 2011). Resultados significativos foram mostrados por Moreira et al. (2014), em que esse micro-organismo associado às gramíneas forrageiras demonstrou resultados satisfatórios no incremento de nitrogênio na planta, aumento de sua área foliar e, consequentemente, sua produtividade.

Para Rosário (2013), a interação entre o manejo do solo e a cobertura vegetal com as variações climáticas durante as diferentes épocas do ano, principalmente em regiões subtropicais, onde as estações são bem definidas, acarreta uma flutuação sazonal no desenvolvimento microbiano, a qual é maior nas camadas superiores do solo, onde existem as maiores oscilações na umidade e temperatura, sendo que tais fatores são decisivos para a atividade da bactéria. Neste sentido, Pittner et al. (2007) comparando um campo nativo à um campo cultivado com milho, observaram que as concentrações médias de Azospirillum brasilense não diferiram e que o aumento da população de bactérias foi atribuído à elevação da temperatura durante o período de desenvolvimento do milho, fator este que eleva a atividade metabólica e, consequentemente, a multiplicação dos micro-organismos.

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De acordo com Abdala, Prochnow e Fancelli (2008), mesmo observando vantagens com a utilização das bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Azospirillum brasilense na cultura do milho, existe ainda uma necessidade constante de vencer alguns desafios para a completa difusão da tecnologia. Desafios relacionados a diversos fatores como: a seleção de melhores estirpes de bactérias e mais competitivas com outras bactérias do solo, maior poder de fixação e que sejam menos sensíveis a fatores ambientais do solo. Ainda deve ser considerado aspectos relacionados ao produto como: a concentração e dose do inoculante, tempo de prateleira, parâmetros de fermentação, embalagem e condições de armazenamento. Fatores agronômicos como: melhoramento do milho, pois os materiais possuem resposta diferente quando submetidos a inoculação, competitividade do inoculante em relação as estirpes do solo (colonização efetiva), incompatibilidade do inoculante quando aplicado com outros produtos do tratamento de sementes, condições edafoclimáticas que afetam a fixação de nitrogênio e número ideal de bactérias por semente. Fatores relacionados ao agricultor como: a confiança e conhecimento na aplicação da técnica.

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2 MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi desenvolvido na área experimental do Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR) o qual se encontra sob responsabilidade do Departamento de Estudos Agrários (DEAg) da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ). E localizado geograficamente no município de Augusto Pestana no estado do Rio Grande do Sul. A área experimental apresenta uma altitude próxima a 250 metros acima do nível do mar, com um solo classificado como Latossolo Vermelho Distroférrico típico (EMBRAPA, 2013). Apresenta um perfil profundo, bem drenado e coloração vermelho escuro.

O clima da região é classificado como Cfa (subtropical úmido) segundo a classificação climática de Köeppen, sendo caracterizado pela ocorrência de verões quentes e sem estiagens prolongadas, com inverno frio e úmido, com ocorrência frequente de geadas. Quanto ao volume pluviométrico anual é de em média 1600 milímetros, com maiores precipitações no inverno. O experimento foi conduzido durante o ano agrícola de 2017/18, em área de sistema de semeadura direta consolidada.

O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos de dois sistemas de cultivo. Sistema aveia preta e sistema nabo forrageiro, dois sistemas de inoculação sem (1) e com (2), com quatro doses de nitrogênio em cobertura (0, 75, 150 e 225 kg ha-1), em três estádios de desenvolvimento da cultura do milho, V3- correspondente a presença de três folhas expandidas com bainha e colar formado, V5 e V7.

A semeadura das plantas de coberturas foi realizada na segunda quinzena de junho, com semeadora múltipla constituída de dezessete linhas e espaçamento entre linhas de 17 centímetros, objetivando disponibilizar uma área semeada de 1080 m2 para cada sistema de cultivo (aveia preta e nabo forrageiro). A densidade de semeadura para cada espécie seguiu como recomendação 400 sementes/m2 de aveia preta, e 51 sementes/metro linear para o nabo forrageiro. A adubação constituiu-se pela formulação (05-20-20) com 350 kg ha-1 na base, e 120 kg ha-1 de adubação nitrogenada, distribuída em cobertura em estádio vegetativo (V2), (V4) e (V6). O controle de plantas invasoras foi realizado de acordo com a necessidade, mediante aplicação de herbicida e/ou capina manual.

A dessecação das plantas de coberturas ocorreu na segunda quinzena de setembro de 2017, com uma mistura dos produtos (Princípio Ativo – GLIFOSATO) com dose de 2,0 L ha -1

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uma segunda dessecação, procurando controlar plantas daninhas, atendida com produto de contato (Princípio Ativo – DICLORETO DE PARAQUATE) com dose de 2 L ha-1, oito dias antes da semeadura.

Os dados de precipitação pluvial, temperatura do ar e temperatura ideal para a cultura, durante o período de execução do experimento, estão apresentados na figura 1.

Figura 1: Dados de temperatura do ar e precipitação durante o ciclo da cultura

Fonte: Dados Estação IRDeR.

As unidades experimentais foram constituídas de 6 linhas com espaçamento entre linhas de 0,45 m, e cinco metros de comprimento.

Na semeadura dia 01 de novembro de 2018, a adubação de base foi constituída de 366 kg ha-1 de superfosfato triplo (41% P2O5) e 120 kg ha-1 de cloreto de potássio (58% K2O). Cada parcela recebeu a mesma densidade de sementes, com regulagem para 3,5 sementes/metro, objetivando 70.000 plantas ha-1 para germinação 90% do híbrido simples AG 9025. Sendo que, parcelas submetidas ao processo de inoculação, o mesmo foi realizado previamente, deixando as sementes inoculadas secar a sombra, para posterior semeadura.

Como a semeadura da cultura ocorreu em novembro, coincidentemente surtos de lagarta do cartucho logo no início do experimento foram observados. Desta forma, tratos culturais foram necessários para controle da praga (Princípio ativo – IMIDACLOPRIDO + BETA-CIFLUTRINA) na dose de 1 L ha-1. No estádio fenológico entre V8-V9 mais uma intervenção para controle de pragas com (princípio ativo – CLORANTRANILIPROLE) na dose de 150 ml ha-1.

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As variáveis fitomorfológicas avaliadas correspondem:

Biomassa (MS/ha) plantas de cobertura: através do processo de amostragem pelo método do quadrado, com 0,25 m2 de área, foram retiradas 4 amostras de cada sistema. Após o corte, submeteu-se a secagem a 60 graus, obtendo-se o valor de cada amostra por pesagem em balança de precisão, em gramas/amostra. Para o valor final da produção de biomassa/ha, realizou-se a média das parcelas.

Estabelecimento do estande de plantas: determinado pela contagem direta do número de plântulas emergidas aos 7 dias (estande inicial) e no momento da colheita (estande final), nas três linhas centrais de cada parcela em 4 metros lineares, sendo o resultado expresso na média do número de plantas neste espaço conhecido.

Massa de raiz: no período de florescimento cultura, foi realizada a retirada de 3 plantas de cada parcela, realizou-se a secagem das raízes, analisando através da pesagem em balança de precisão, a massa de raízes, estabelecendo a média.

Diâmetro do colmo: após maturação fisiológica, realizamos medições com fita métrica o diâmetro de 3 plantas por parcela, das três linhas centrais, com objetivo final de estabelecer a média para a variável.

Nº de fileiras por espiga e nº de grãos por fileira: parâmetro obtido a partir de 8 espigas coletadas aleatoriamente por parcela, com respectivas determinações dos componentes de produtividade através de contagem direta em laboratório.

Produtividade de grãos: determinados a partir da coleta das plantas das três linhas centrais de cada parcela com espaçamento de 0,45 m entre linhas, em 3 metros de comprimento, o que constitui uma área útil de 2,7 m2. Os grãos trilhados foram limpos e sua massa determinada. Os valores de massa de grãos obtidos em cada parcela foram transformados para kg ha-1, e corrigidos para 13% grau de umidade.

Massa de cem grãos: do total de grãos produzidos por parcela foram compostas quatro amostras de 100 grãos cada, contadas ao acaso. As amostras foram pesadas em balança de precisão 0,001 g e valores médios expressos em gramas e corrigidos para 13% de umidade. Índice de colheita: variável avaliada a partir da coleta de duas plantas por parcela, secagem das mesmas em estufa a 50 graus, pesagem de planta inteira e após debulhar os grãos, pesagem dos mesmos. Após este processo, procedeu-se a determinação de umidade das amostras, chegando aos valores da variável pela fórmula: IC = PG/MST.

Os parâmetros produtividade de grãos e massa de cem grãos, foram pesados em balança de precisão 0,001 g e valores médios expressos em gramas e corrigidos para 13% de umidade. Os grãos trilhados e limpos terão sua massa determinada. Os valores de massa de

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grãos obtidos em cada parcela serão transformados para kg ha-1, e corrigidos para 13% de umidade.

Na análise estatística as variáveis que apresentarem significância pelo teste F (Anova), as médias foram comparadas pelo teste Scott-Knott, e regressão a 5% de probabilidade de erro. O programa para as análises dos dados foi o software Sisvar® (FERREIRA, 2008).

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3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

O quadro de análise de variância demonstrou efeito significativo no sistema aveia-milho (Tabela 1) para as diferentes doses de nitrogênio, para as variáveis estande inicial (EIP) e final de plantas (EFP), número de fileiras por espiga (NFE), massa de cem grãos (MCG) e produtividade (PG). Isso porque o adequado fornecimento do nutriente para crescimento das plantas, possuí reflexos em parâmetros morfológicos como maior IAF e altura de plantas, com correlação direta na produtividade de grãos aumentando sua capacidade fotossintética e promovendo um maior acúmulo de biomassa. Lyra et al. (2014) ressaltam que estes incrementos foram observados na cultura do milho até uma dose 200 kg ha-1.

Tabela 1: Quadrados médios da análise de variância sistema: aveia-milho. Para as variáveis: estande inicial (EI), estande final (EF), massa de raiz (MR), número de fileiras/espiga (NFE), número de grãos/fileira (NGF), diâmetro de colmo (DC), produtividade de grãos (PG), massa de cem grãos (MCG) e índice de colheita (IC). UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018

FV GL EIP EFP MR NFE NGF DC MCG PG IC

Bloco 3 0,079ns 0,043ns 167,914ns 0,458ns 2,083ns 0,083ns 9,141* 614.483,0ns 0,000ns Dose 3 00,172* 0,297* 370,453ns 1,458* 1,417ns 0,109ns 16,603* 3.534.732,9* 0,001ns Inoc. 1 0,049ns 0,088ns 438,746ns 0,125ns 10,125ns 0,032ns 4,682ns 17.240,39ns 0,000ns D x I 3 0,033ns 0,063ns 309,294ns 0,125ns 2,542ns 0,033ns 3,067ns 255.836,9ns 0,000ns ERRO 21 0,037 0,049 157,691 0,220 5,012 0,077 2,525 657.104,67 0,001 CV (%) 7,75 8,54 16,99 3,20 6,28 15,46 3,81 10,65 6,53 Média G. 2,49 2,60 73,90 14,68 35,63 1,79 41,73 7.611,68 0,54

*Significativo pelo teste F a 5% de probabilidade de erro; ns = não significativo.

Em relação ao estande de plantas (Figuras 2A e 2B), a equação cúbica permite inferir que o ponto de máximo aproveitamento do nutriente para o adequado estabelecimento da cultura, situa-se em torno de 175 kg ha-1. Observa-se tendência de incremento no estande de plantas inicial e final até esta dose. Porém tal comportamento para a variável (EIP) supõe-se não ter ocorrido em função da dose. Isso porque a adubação de base foi a mesma para todos os tratamentos, não sendo utilizado fertilizantes nitrogenados na semeadura. Além disso, destaca-se que o processo de germinação e emergência das plântulas, depende exclusivamente das reservas contidas na semente, associados com condições de ambiente como a temperatura e disponibilidade hídrica (DUTRA et al., 2016).

No momento em que se realizou a semeadura no sistema aveia, ocorreu maior dificuldade de corte da palha, e deposição adequada das sementes no solo, influenciando negativamente na uniformidade, profundidade e equidistância das sementes visto que, a produção de MS total do sistema foi elevada, 5.235,60 kg ha-1. A plantabilidade tem ganhado espaço nas discussões atuais, por ser fator determinante para o primeiro componente direto de

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rendimento das culturas, o nº de plantas/m2. Portanto a desuniformidade na linha de semeadura, pode implicar em um sub uso dos recursos disponíveis pela cultura (PINHEIRO NETO et al., 2008).

Figura 2: Análise de regressão para as variáveis estande inicial (A), estande final (B), nº fileiras/espiga (C), massa de cem grãos (D) e produtividade de grãos (E) em sistema

aveia-milho. Ijuí, safra 2017/2018

Fonte: Autoria própria.

A variável EFP correlaciona-se com a disponibilidade adequada de nutrientes, o que exerce influência na manutenção das plântulas emergidas no campo, o que favorece maior

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desenvolvimento vegetativo das plantas, com suprimento adequado de N nos estádios fenológicos críticos. Portela et al. (2016) ao conduzirem experimentos com parcelamentos de adubação nitrogenada em milho com dose fixa de 130 kg ha-1 de N, obtêm melhores resultados para número de espigas ha-1 e altura de plantas, parcelando em 2 ou 3 aplicações, o que estabelece uma relação entre adequada nutrição das plantas no estádio inicial e manutenção dessas no campo, garantindo a autossuficiência das mesmas, tornando-as produtivas ao final do ciclo.

O aumento das doses de nitrogênio, neste estudo, promoveu o incremento do NFE (Figura 2C). As maiores médias foram obtidas nas doses de 75 e 225 kg ha-1. No entanto, de acordo com a literatura há influência genética dos híbridos para esta variável, sem efeito direto das doses na expressão da característica (CRUZ et al., 2008).

Para as variáveis MCG e PG (Figuras 2D e 2E), as melhores doses de N, situam-se entre 150 e 200 kg ha-1. Tais parâmetros correlacionam-se, sendo a MCG componente direto de produtividade. Nas respectivas doses, os valores para MCG encontrados correspondem a 42,79 g e 42,87 g. Tais dados mostram a influência direta do nutriente no aumento do peso de grãos, fator ligado à produção elevada de fotoassimilados, carreando os mesmos para os drenos da planta. Devido ao N estar envolvido nos processos de produção de aminoácidos e proteínas, a maior concentração dos mesmos na planta permite a translocação destes para as substâncias de reservas. Portugal et al. (2017) ao avaliarem a concentração de N em plantas de milho, conforme a dose aplicada, identificaram tendência linear dos dados, sem encontrar ponto máximo. Ainda neste experimento, a MMG da cultura no segundo ano de cultivo, apresentou resposta crescente da variável de acordo com as doses submetidas. Em geral as adições crescentes de N nos cultivos, mostram possibilidade de incremento para as variáveis estudadas, demonstrando de acordo com a fonte de N, classe de solo, nível de fertilidade e condições climáticas, apresentam uma tendência linear e quadrática com ponto máximo nos dados (ARAÚJO; VITORINO; MERCANTE, 2015; SORATTO et al., 2010; DOTTO et al., 2010).

Pela equação de máxima eficiência técnica (MET = -b/2 . c), a qual considera a função de segundo grau (y = -0,000071 x2 + 0,030022 x + 39,7510), a dose ajustada para obtenção dos melhores índices situa-se em 211 kg ha-1. Após esta dose, não se tem incremento na MCG, mas sim redução, fator possivelmente ligado a alta quantidade de N livre na planta sem assimilação. Altas doses de nitrogênio podem causar fitotoxicidade pela liberação de amônio durante o processo de hidrólise da ureia, elevando os níveis de amônio do meio (MILHOMENS et al., 2015). O amônio ao ser absorvido pela planta em excesso é tóxico

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porque dissipa o gradiente de pH através da membrana citoplasmática (FERREIRA et al., 2001 apud MILHOMENS et al., 2015). Nas condições de campo no experimento, diagnosticou-se aspectos de queimadura foliar, na dose de 225 kg ha-1, associado a condições de elevada temperatura no período das aplicações em estádio fenológico V4, resultado do rompimento celular, com efeitos na redução de área fotossinteticamente ativa.

Conforme equação cúbica descrita no gráfico, o ponto de máxima eficiência (MEF) pode ser atingido com 200 kg ha-1 de N, chegando a médias estimadas de 8.500 kg ha-1 para PG. Lyra et al. (2014) estimaram a MEF através de regressão quadrática em 200 kg/ha de N, reafirma que doses extremamente elevadas do nutriente não promoveram incremento para a PG, mas ocasionaram redução do componente. Tais resultados discordam de Guimarães (2017), ao trabalhar com épocas e doses de N em milho comum, observou efeito linear de doses sobre a PG. Efeito ligado ao incremento do número de grãos por espiga, conforme as adições do nutriente.

Conforme demonstra o resumo do quadro da análise de variância, para o sistema nabo-milho (Tabela 2), observou-se efeito significativo para as fontes de variação dose nas variáveis PG, MCG, índice de colheita (IC) e inoculação para a variável PG.

Tabela 2: Quadrados médios da análise de variância sistema: nabo-milho. Para as variáveis: estande inicial (EI), estande final (EF), massa de raiz (MR), número de fileiras/espiga (NFE), número de grãos/fileira (NGF), diâmetro de colmo (DC), produtividade de grãos (PG), massa de cem grãos (MCG) e índice de colheita (IC). UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018

FV GL EIP EFP MR NFE NGF DC MCG PG IC

Bloco 3 0,05ns 00,133ns 433,081ns 0,031ns 1,364ns 0,105ns 2,173ns 1.099.885,0ns 0,001ns Dose 3 0,136ns 0,086ns 639,385ns 0,614ns 7,031ns 0,030ns 43,143* 6.947.678,63* 0,005* Inoc. 1 0,332ns 0,298ns 0,025ns 0,031ns 1,531ns 0,000ns 4,470ns 3.078.089,88* 0,000ns D x I 3 0,068ns 0,035ns 392,362ns 0,114ns 0,948ns 0,069ns 13,209ns 859.917,04ns 0,002ns ERRO 21 0,112 0,097 228,932 0,293 2,817 0,039 5,189 720.995,01 0,001 CV (%) 13,55 12,05 20,34 3,68 4,67 10,81 5,57 11,24 7,11 Média G. 2,46 2,58 74,37 14,72 35,91 1,84 40,91 7.555,55 0,54 *

Significativo pelo teste F a 5% de probabilidade de erro; ns = não significativo.

Para a variável MCG, pela análise dos dados da (Figura 3A), percebe-se que as adições de N promovem maior massa de grãos, com MET = 210 kg ha-1, estimando 47,87g para o parâmetro. Mortate et al. (2018) destacam o componente como um dos principais responsáveis pelo aumento das produtividades da cultura. Uma vez que a massa de grãos por espiga é influenciada por fatores genéticos, porém, pode sofrer alterações de acordo com fatores climáticos resultado de estresse hídrico no enchimento de grãos, e nível nutricional das plantas, o qual possui reflexos diretos da disponibilidade de nutrientes na lavoura, translocando os mesmos para os grãos (CARVALHO; NAKAGAWA, 2000).

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Figura 3: Análise de regressão para as variáveis produtividade de grãos (A), massa de cem grãos (B) e índice de colheita (C) em sistema nabo-milho. Ijuí, safra 2017/2018

Fonte: Autoria própria.

Ao analisar a variável PG (Figura 3B), nota-se incrementos no rendimento de grãos até um ponto de MET = 177 kg ha-1 de N. Atingindo valores estimados pela equação de 8.296 kg ha-1. Conforme os resultados encontrados neste experimento, o efeito das doses de N, representou fator determinante para a expressão dos componentes de produtividade. Uma vez que, o N está intimamente ligado a constituição dos aminoácidos, participando diretamente da biossíntese de proteínas e clorofilas. Portanto como a formação dos grãos depende de proteínas na planta, a massa dos grãos e a produtividade estão diretamente relacionadas com o adequado suprimento de N para o vegetal, bem como sua realocação deste para os drenos. (BELOW, 2002).

Com esta intensa interação do nutriente com a cultura, o comportamento fisiológico da mesma pode ser alterado. Por exemplo, a atividade da clorofila apresentar relação proporcional as quantidades de N aplicadas nas plantas (MARTINAZZO et al., 2016), além de expressar efeito fisiológico sobre as concentrações do nutriente nos tecidos, principalmente pigmentação, acumulando o mesmo nas partes do vegetal com maior exigência (grãos > folhas > caule > raízes). Tais relações têm como consequência efeitos sobre a atividade da

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nitrato redutase e assimilação de CO2 em doses ajustadas, insumo fundamental para o processo fotossintético (CAMPOS, 2015).

Metodologias com processamento remoto, para estimar as deficiências de N em plantas de milho, já vem sendo estudadas. Drum et al. (2017) ao utilizarem leituras de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) constataram em diferentes estádios fenológicos da cultura do milho, variações com relação a atividade da clorofila, identificando intervenções estratégicas para aumentar os rendimentos da cultura, além de evitar sub ou superdoses. Suprir as exigências da planta em fertilizantes nitrogenados exerce influência não apenas no aspecto visual do dossel. Mas promove a formação em órgãos fonte e translocação via floema de compostos essenciais, principalmente aminoácidos, hormônios, RNA e proteínas (TAIZ; ZEIGER, 2013).

Ao analisarmos o índice de colheita (Figura 3C), a dose para se atingir a máxima eficiência técnica situou-se em 129 kg ha-1. De acordo com Rossum et al. (1993), o aporte de adubação nitrogenada na forma de nitrato, favorece o crescimento vegetativo, consequentemente reduzindo o índice de colheita da cultura, uma vez que, a produção total de matéria seca considerada no cálculo, com elevado desenvolvimento, nem sempre tal biomassa acumulada promove adequada transferência de compostos nitrogenados aos grãos.

Conforme as médias para a variável PG, o efeito de inoculação (1) sem a bactéria e (2) com a presença da bactéria, pode ser verificado na (Tabela 3), desta forma, as parcelas do sistema nabo-milho que receberam a inoculação (2), apresentaram as menores médias para esta variável.

Tabela 3: Médias para a variável produtividade de grãos (PG). Para dois sistemas de inoculação. Sem (1) e com (2), em sistema nabo-milho. UNIJUÍ, Ijuí, 2017/2018

INOCULAÇÃO DOSES DE N (kg ha -1) MÉDIA 0 75 150 225 P.G 1 6.977,40 7.940,40 8.396,40 8.148,60 7.865,40 a 2 5.451,00 7.326,60 8.045,40 8.158,20 7.245,60 b MÉDIA 6.214,20 B 7.633,20 A 8.221,20 A 8.153,40 A *

Letras maiúsculas na linha, comparam a variável dentro de cada dose de N. Diferem estatisticamente entre si pelo teste Scott-Knott, 5% de probabilidade de erro.

*Letras minúsculas na coluna, comparam a variável dentro de cada sistema de inoculação. Diferem

estatisticamente entre si pelo teste Scott-Knott, 5% de probabilidade de erro.

Considerando o resultado negativo da associação, é válido ressaltar que a manutenção de biomassa no solo entre os cultivos é diferente. Pois o nabo forrageiro apresenta rápida degradação, como consequência liberação dos nutrientes no solo. Tal fato associado a perdas de nutrientes por lixiviação ou volatilização, principalmente N, podem

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afetar a atuação da bactéria diazotrófica no sistema. A volatilização de N-NH3 pode diminuir a disponibilidade de formas minerais de N no solo, o que reduz o aproveitamento pela cultura de interesse (SETE et al., 2015).

Nas condições do experimento, desde o momento em que foi realizada a dessecação das plantas de cobertura, até a semeadura da cultura do milho, devido a condições de elevadas precipitações que impediram a semeadura antecipada, obtivemos trinta e seis dias de intervalo entre as operações. O que evidencia possíveis perdas de nutrientes no sistema de menor relação C/N, com reflexos na eficiência associativa entre planta-bactéria, com dificuldades para a fixação biológica de N inicial.

Nunes et al. (2015) ao trabalharem com inoculação de Azospirillum brasilense, em sementes de trigo, verificaram efeito negativo da bactéria na expressão dos componentes de produtividade, com redução de 15% para a variável PG, em sistema de baixa disponibilidade de N. Tais efeitos da relação bactéria-planta, levam em consideração o tipo de cultura antecessora, a quantidade de N residual, e velocidade de degradação desse material. Tais dados diferem de Cunha et al. (2014), o qual encontrou interação entre doses de N e sistemas de inoculação (com e sem). Ainda neste trabalho, pela análise dos dados, pode-se inferir que as doses do nutriente, mantém fundamental importância na expressão dos componentes de produtividade, porém ao adicionar o inoculante, para todas as doses de N, obtiveram aumentos nos índices analisados. Segundo Oliveira et al. (2006), a FBN acontece em maior intensidade em solos de baixa à média fertilidade, pois este é um processo energeticamente caro aos micro-organismos, sendo o tipo de solo determinante para o grau de contribuição da FBN.

Salienta-se que, a produtividade de grãos na cultura do milho é dependente de inúmeros fatores. Estes tanto genéticos ou ambientais (climáticos) exercem influência na atividade fotossintética da planta, na área foliar e no tempo de permanência das folhas em plena atividade na planta (FANCELLI; DOURADO NETO, 2000), o que, por sua vez, correlaciona-se com o estado nutricional da planta, principalmente N, em virtude deste nutriente estar relacionado diretamente com a divisão e a expansão celular, influenciando o crescimento e o desenvolvimento da planta (TAIZ; ZEIGER, 2009).

Esta interação entre disponibilidade de N nas plantas e o índice de área foliar (IAF), estabelece forte relação com a capacidade de absorção da radiação incidente no dossel (SCHWERZ et al., 2016). A interceptação da radiação global tem elevada importância para a produtividade, visto que afeta diretamente a quantidade de carboidratos resultantes da fotossíntese, além de que outros processos relacionados com a planta e com o ambiente

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dependem dessa variável (HELDWEIN et al., 2012 apud SCHWERZ et al., 2016). Verifica-se a dinâmica existente no sistema produtivo, onde a formação de novas folhas e a permanência destas na planta depende de seu estado nutricional, o qual é resultado de uma maior atividade fotossintética em suprimento adequado, aumentando a capacidade da planta em interceptar e assimilar a luz incidente no dossel pelo adequado desenvolvimento do IAF.

Quando se compara os dois sistemas de plantas de cobertura, percebe-se que para algumas variáveis o efeito significativo mantém-se, por exemplo PG e MCG, no entanto algumas variáveis diferem seus efeitos, conforme se alteram os meios nos quais a cultura foi estabelecida, o que demonstra a influência dos recursos do meio, sobre o desenvolvimento fisiológico e fitomorfológico das plantas. Conforme os resultados apresentados nas (Figuras 2 e 3), ambos os sistemas obtiveram significância para as diferentes doses de N sobre determinadas variáveis. Embora o manejo das plantas de cobertura tenha ocorrido da mesma forma, a relação C/N associado a capacidade de produção de biomassa no cultivo, determinaram a expressão de determinados resultados. Principalmente aqueles associados a formação dos componentes de produtividade como estande final (EF) e massa de cem grãos (MCG) para o sistema menos produtivo (nabo-milho). Dados para EF em nabo não apresentados.

A coleta da produção total de biomassa das culturas, possibilitou determinar o total de resíduos deixados pelas plantas de cobertura. Para aveia preta foram verificados 5.235,60 kg ha-1, já no nabo forrageiro encontramos 4.220 kg ha-1 de matéria seca. Conforme o gráfico das condições climáticas (Figura 1) houve adequada distribuição de chuvas ao longo do ciclo da cultura, porém nos estádios fenológicos entre V5-VT, observou-se redução no número de precipitações, além do menor volume das mesmas. O que permite inferir que em condições de maior MS ha-1, associado à velocidade de decomposição menor, promovem reduções de possíveis estresses abióticos sobre a cultura.

A quantidade de material depositado sobre o solo implica na fração de nutrientes assimilados pela planta de cobertura, sendo que os mesmos retornaram a solução do solo através do processo de decomposição, o qual será mais rápido ou lento, dependendo da quantidade de carbono na estrutura do vegetal.

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Figura 4: Médias gerais e nas respectivas doses de N para variável produtividade de grãos (PG) em diferentes plantas de cobertura

Fonte: Autoria própria.

A taxa de decomposição dos resíduos é variável, fato este atribuído a relação C/N das culturas de cobertura. A aveia preta pode apresentar relação C/N de 30,6 a 40:1 (TORRES; PEREIRA; FABIAN, 2008; ZIECH et al., 2015), com variações dependendo das condições climáticas. Desta forma além de fonte de nutrientes, a palhada contribui para a cobertura do solo, protegendo-o contra a chuva e a incidência dos raios solares, sendo também uma barreira física para o desenvolvimento de plantas daninhas (PIANO et al., 2017). Percebe-se que a aveia preta apresenta elevada capacidade de proteção do solo aos 49-50 dias após a semeadura, com aporte de MS superior a 2.600 kg ha-1, mantendo o mesmo coberto por um longo período (ZIECH et al., 2015).

A taxa de cobertura do solo para ambas as culturas apresenta valores similares, destaca-se novamente a menor concentração de carbono no nabo forrageiro, com variações na relação C/N de 9 a 17:1, além das menores produções de MS associado a baixas taxas de permanência dos restos culturais, em torno de 62% após 30 dias de decomposição, contra 84% da aveia preta (ZIECH et al., 2015). Desta forma, ao analisar a figura 4, percebe-se que houve uma pequena diferença entre as médias produzidas nos sistemas, sendo benéfica a cobertura de aveia preta, resultado ligado à manutenção por maior tempo da cobertura do solo, capaz de reduzir as perdas de água pelo processo de evapotranspiração auxiliando na dinâmica dos nutrientes. No entanto o sistema nabo apresenta possibilidade de redução da quantidade de N aplicada, pois segundo as médias para (PG), produtividades elevadas foram obtidas com 23 kg de N ha-1 a menos do que no sistema aveia, evidenciando aporte do nutriente na solução do solo pela planta de cobertura.

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A composição do material orgânico, resultado do cultivo de aveia preta implica em maior ciclagem de nutrientes como (N, P, K, Mg, C), dentre estes destaca-se os elevados teores de C fixado na MS da planta de cobertura, o qual determina a manutenção do material depositado sobre a superfície do solo (PIANO et al., 2017). Este aspecto de maior relação C/N na palhada, devido a maiores teores de C, implicam em velocidade de decomposição diferente em relação ao nabo forrageiro. Portanto a maior quantidade de MS acumulada nos cultivos, associado a taxa de decomposição lenta, podem elevar a atividade microbiana, com capacidade de aumentar os índices de matéria orgânica do solo. A maior imobilização de carbono pela biomassa microbiana do solo (BMS), resultado do uso de plantas de cobertura como estratégia para o melhoramento das condições químicas, físicas e biológicas, deve-se ao incremento do teor de C orgânico no solo via decomposição de resíduos destas plantas (SANTOS et al., 2004). A maior deposição de material orgânico na superfície do solo, oriundo de espécies com potencial produtivo satisfatório em MS, além de aumentar a disponibilidade de substrato, determina condições de menores variação térmica e temperatura do solo, além de maior disponibilidade de água, favorecendo a biomassa microbiana (DUARTE et al., 2014).

Ao fazer uma análise conjunta dos dados, percebe-se que não houveram ganhos significativos com a introdução do inoculante na cultura do milho. Mostrando a alta dependência da adubação nitrogenada para a cultura expressar seu máximo potencial (MUMBACH et al., 2017). Resultados similares foram encontrados por demais pesquisadores, onde se tem grande resposta a doses de N, independente da inoculação com Azospirillum brasilense nas sementes (MULLER et al., 2015; DARTORA et al., 2016). Porém, trabalhos como de Galindo (2015), Fukami et al. (2016) e Lemos et al. (2013) ressaltam efeito significativo para variáveis fitomorfológicas e fisiológicas para culturas como milho, trigo e cana de açúcar, sendo estas cultivadas em condições de solo, climáticas e fertilidade diferentes das encontradas no experimento.

Kotowski (2015) ao trabalhar com eficiência agronômica do inoculante a base de Azospirillum brasilense na cultura do milho no município de cerro largo, não encontrou efeito significativo da bactéria para as variáveis estudadas. O que demonstra a interferência do ambiente e material utilizado na resposta a associação eficiente da bactéria. Morais et al. (2017) reforçam que alguns fatores como o número de células por sementes, o genótipo da planta, o gênero Azospirillum, a veiculação do inoculante, a viabilidade das células, as características químicas e a competição com micro-organismos nativos do solo podem influenciar a associação dessas bactérias com as culturas.

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CONCLUSÃO

A cultura do milho foi responsiva a adubação nitrogenada, sendo as melhores doses de 177 kg ha-1 no sistema nabo e 200 kg ha-1 no sistema aveia para a variável (PG).

A inoculação com Azospirillum brasilense na cultura do milho, não apresentou benefícios para as variáveis fitomorfológicas estudadas, pois os fatores ambientais possuem grande influência na eficiência do processo de interação bactéria-planta.

Os diferentes sistemas de plantas de cobertura exercem influência na expressão dos componentes de produtividade da cultura do milho.

Nas condições do experimento, a cultura do milho apresentou resposta as diferentes doses de nitrogênio, independente da planta de cobertura utilizada e da presença ou não da inoculação.

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