Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 01, p. 49 - 59, jan/abr. 2009. GLOBAL SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN 1984-3801)
ÁCIDOS ORGÂNICOS, FUNGOS SOLUBILIZADORES DE FOSFATO E FOSFATO DE ARAD NA CULTURA DO TRIGO EM SOLO DE CERRADO
Lílian Moreira Costa1* Juliana Silva Rodrigues Cabral1 Edson Luiz Souchie2 Fabiano Guimarães Silva2 Ana Lucy Caproni3 Resumo: Foi avaliado o crescimento radicular e de parte aérea, assim como os teores de N, P e K na cultura do trigo (Triticum aestivum L) cultivado num Latossolo Vermelho, quando submetido à adição de ácidos orgânicos, fosfato de Arad e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). O experimento foi instalado em casa de vegetação, em vasos contendo 12 kg de terra, utilizando um solo não esterilizado. O delineamento foi inteiramente casualizado, com seis tratamentos: fosfato de Arad (100 kg P2O5 ha-1); fosfato de Arad + FSF (108 UFC mL-1);
fosfato de Arad + Biotech® (12 kg ha-1); Biotech®; FSF; controle e sete repetições. Todos os tratamentos receberam palha de braquiária (6,0 Mg ha-1). Uma adubação nitrogenada foi realizada na semeadura (20 kg N ha-1) e a mesma dose, em cobertura, 15 dias após a emergência (DAE). Os FSF (mistura de um Aspergillus sp. e um Penicillium sp.) foram inoculados três DAE da cultura do trigo. Aos 7 e 27 DAE, foram realizadas as aplicações de Biotech®. O experimento foi avaliado aos 51 DAE, na época da floração. A aplicação de fosfato de Arad favoreceu o crescimento de trigo. A inoculação dos FSF não estimulou sua nutrição e crescimento, enquanto a aplicação de Biotech® incrementou o teor de K da parte aérea da cultura.
Palavras – chave: adubação fosfatada, nutrição vegetal, rizosfera, Triticum aestivum L. 1
Abstract: This work aimed to evaluate the organic acid addition, Arad phosphate and P-solubilizing fungi (PSF) on growth and shoot N, P and K content of wheat grown in a Red Latosol from Cerrado. The experiment was carried out under greenhouse conditions in pots containing 12 kg of non-sterilized soil. A completely randomized design, with six treatments: Arad phosphate (100 kg P2O5 ha-1); Arad phosphate + PSF (108 CFU mL-1); Arad phosphate +
Biotech® (12 kg ha-1); Biotech; PSF; Control and seven replicates was used. Shoot dry matter (6.0 Mg ha-1) of B. brizantha was incorporated to 5 cm deep in each pot. N (20 kg ha-1) was applied at sowing and 15 days after emergence (DAE). PSF isolates (mix of Aspergillus sp. and Penicillium sp.) were inoculated 3 DAE. Biotech® was amended 7 and 27 DAE. The experiment was harvested at 51 days at flowering stage. Arad phosphate addition was the best treatment for increasing wheat growth. In relation to the PSF inoculation, no effect was detected on nutrition and wheat growth. The Biotech® addition increased the shoot K content of wheat.
Key words: phosphate manuring, plant nutrition, rhizosphere, Triticum aestivum L.
– Tecnóloga em Produção de Grãos, Av. Agenor Diamantino, 326, Vila Amália, CEP. 75900-000, Rio Verde, GO. Email: lmctpg@hotmail.com; jsrcabral@gmail.com * Autor para correspondência.
2 - Prof. Dr. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano – Campus Rio Verde. Cx. P. 66, CEP. 75901-970, Rio Verde, GO. Email: esouchie@yahoo.com.br; fabianocefetrv@yahoo.com.br
3 - Prof. Dra. Fundação Universidade Federal de Rondônia. Av. Norte Sul, 7300. CEP. 78987-000, Rolim de Moura, RO. Email: alcaproni@yahoo.com.br
Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 01, p. 49 - 59, jan/abr. 2009. 50 L. M. Costa et al.
INTRODUÇÃO
O aumento do intemperismo provoca mudança gradual em algumas características do solo, tornando-o mais eletropositivo e com maior capacidade de adsorver ânions, como o fosfato (NOVAIS e SMYTH, 1999). Tal fato diminui a concentração deste ânion na solução do solo e, freqüentemente, são aplicadas elevadas doses de fertilizantes fosfatados para aumentar a disponibilidade desse elemento às plantas.
Os solos do Cerrado são de baixa fertilidade natural e apresentam elevada capacidade de fixação de fósforo (P) (FERNANDES e MURAOKA, 2002). Sendo assim, é necessário conhecer as transformações de P no solo, para realizar adubações corretas e alcançar a máxima produtividade das culturas. Bedin et al. (2003) relatam que a presença de altos teores de argilas sesquióxidas, as quais são predominantes na formação dos solos de Cerrado, favorecem a adsorção de fosfato e a formação de precipitados com ferro (Fe) e alumínio (Al).
A matéria orgânica do solo pode diminuir a adsorção e precipitação de fosfatos através da liberação de ácidos orgânicos que competem pelos sítios de adsorção ou formam complexos com o P, Al e Fe na solução do solo (ANDRADE et al., 2003). Segundo Stevenson e Fitch (1986), os ácidos orgânicos podem facilitar o intemperismo de minerais de rocha através da formação de complexos organometálicos. Esses ácidos são produzidos em solos pela decomposição de resíduos de plantas, animais, substâncias húmicas e metabolismo microbiano.
A inoculação de microrganismos benéficos em plantas tem sido empregada para melhorar seu desenvolvimento (CARAVACA et al., 2002). Vários grupos de microrganismos edáficos apresentam capacidade de solubilizar fosfatos existentes no solo ou adicionados na forma de fertilizantes (WHITELAW, 2000). As raízes liberam diversos ácidos orgânicos (cítrico,
málico, oxálico, butírico, acético, lático etc), de baixo peso molecular e sua concentração depende de fatores como a espécie vegetal e as condições de estresse a que são submetidas (JONES, 1998). Nahas et al. (1994) destacam que a população de microrganismos solubilizadores de fosfato e sua capacidade de solubilização estão intimamente relacionadas ao tipo e ao manejo do solo. Fungos edáficos envolvidos nos processos de solubilização do P inorgânico liberam ácidos orgânicos que quelam os cátions que acompanham o ânion fosfato, disponibilizando-o à solução do solo (REYES et al., 2001).
Santos e Kliemann (2005) relatam que o fosfato de Arad consiste numa boa alternativa como fonte de P para solos e culturas dos Cerrados. Estes autores, cultivando milheto (Pennisetum thyphoides) em um Latossolo Vermelho distroférrico, em casa de vegetação, adubado com fosfato de Arad e superfosfato triplo (567 kg ha-1 de P2O5), observaram que as plantas adubadas
com o primeiro apresentaram apenas 19% a menos de massa seca de parte aérea do que àquelas adubadas com superfosfato triplo.
No mercado, há o produto Biotech® (ácidos orgânicos e complexo enzimático) que consiste numa mistura de ácidos orgânicos que, quando aplicada ao solo, incrementa a disponibilidade de nutrientes às plantas. Rossetti (2005) observou que doses crescentes de Biotech® incrementaram de forma linear o teor foliar de cálcio (Ca) em soja cultivada em condições de campo, num Latossolo Vermelho em Rio Verde, GO.
Em busca de elevadas produtividades, altas doses de fertilizantes solúveis têm sido utilizadas nas lavouras, consequentemente, aumentando os custos de produção. Assim, há necessidade de buscar alternativas que possibilitem altas produtividades e com baixo custo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de ácidos orgânicos, fosfato de Arad e fungos solubilizadores de fosfato (FSF) na cultura do trigo cultivado em solo de Cerrado.
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MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado em casa de vegetação no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano –
Campus Rio Verde (IFGoiano – Campus Rio
Verde), no município de Rio Verde, GO. O solo utilizado foi Latossolo Vermelho, coletado entre 10-40 cm de uma área de Cerrado nativo da instituição. Os resultados das análises químicas e textural do solo se
encontram na Tabela 1.
Tabela 1. Análise química e textural de um Latossolo Vermelho coletado em área de Cerrado nativo do IFGoiano – Campus Rio Verde.
pH P K Ca Mg Al T V Matéria
Orgânica Areia Silte Argila
em água mg dm-3 ---mmolc dm-3--- % ---g dm -3
---
5,0 0,9 1,8 9,2 3,6 0,5 95,4 15,3 25,6 450 150 400 As sementes de trigo (variedade
BR-18) foram semeadas a uma profundidade de 2 cm (oito sementes por vaso, perfurados), contendo, cada um, 12 kg de solo, deixando-se três plantas por vaso. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis tratamentos e sete repetições. Os tratamentos foram: fosfato de Arad (100 kg P2O5 ha-1); fosfato de Arad (100 kg P2O5 ha-1)
+ FSF (108 UFC mL-1); fosfato de Arad (100 kg P2O5 ha-1) + Biotech® (12 kg ha-1);
Biotech® (12 kg ha-1); FSF (108 UFC mL-1); controle (ausência de inoculação e adubação). Para simular as condições de campo em sistemas sob plantio direto, todos os vasos receberam palha de braquiária (equivalente a 6,0 Mg ha-1), incorporada aos primeiros 5 cm de profundidade. Foi realizada uma adubação nitrogenada na semeadura (20 kg N ha-1, na forma de uréia) e a mesma dose em cobertura, 15 dias após a emergência. Os FSF foram inoculados três dias após a emergência, via meio líquido GL (Sylvester-Bradley et al., 1982), pipetando-se 1 mL do inoculante no colo de cada plântula. Para a preparação do inoculante, a suspensão de cada isolado de FSF (Aspergillus sp. e Penicillium sp.) foi realizada separadamente. Cada isolado foi repicado para placas de Petri contendo 20 mL de meio GL, adicionado de CaHPO4 (10%),
conforme Sylvester – Bradley et al. (1982). Após 4 dias de incubação a 32 °C,
procedeu-se a suspensão de esporos com solução salina (0,85%) e Tween 80%. Foram realizadas diluições sucessivas até 10-4. Esta última diluição foi utilizada para o plaqueamento em triplicata. As placas foram incubadas por cinco dias a 28 °C, no escuro, e feita a contagem direta das UFC. As suspensões foram padronizadas para 108 UFC mL–1. Aos sete dias após a emergência, foi aplicada a primeira dose de Biotech® (12 kg ha-1), dissolvida em água (0,075 g 100 mL-1) e aplicada na superfície do solo em cada vaso.
A segunda aplicação do produto foi aos 27 dias após a emergência. O experimento foi avaliado aos 51 DAE, na época da floração, através das seguintes variáveis: altura de plantas, matéria seca de parte aérea e de raízes, volume radicular (método da proveta volumétrica, pela variação do volume de água após a imersão de cada fração do sistema radicular), teores de N (Kjeldahl), P (MURPHY e RILEY, 1962) e K (fotômetro de chama) de parte aérea.
Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste Scott-Knott (5%), utilizando-se o programa Sisvar (FERREIRA, 1999).
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os tratamentos com fosfato de Arad possibilitaram maior incremento na altura de plantas na matéria seca de parte aérea e volume radicular (Figuras 1, 2 e 4). Apesar do fosfato de Arad (33% P2O5) ser uma fonte
pouco solúvel, mas por ter sido a única utilizada, naturalmente, as plantas tiveram seu crescimento favorecido pela adição deste fertilizante (Figura 1, 2 e 4). Melo et al. (2005) obtiveram produtividade de café equivalente a 11,5 sacas ha-1 adubado com fosfato de Arad e 8,8 sacas ha-1 quando adubado com superfosfato simples, aos 41 meses após o plantio (segunda avaliação). Os autores justificam tal diferença pela gradual solubilidade do fosfato de Arad.
Similarmente, Kaminski e Peruzzo (1997) relataram que os mais altos rendimentos de grãos de milho foram alcançados nos tratamentos com fosfato solúvel no plantio. Já no segundo e terceiro cultivos, isto foi atingido com os fosfatos de rocha. Em períodos mais longos, há um efeito compensatório do fosfato natural reativo. Ainda segundo esses autores, o fosfato de
Arad resulta num cristal imperfeito, poroso e com baixa energia entrópica, podendo ser
facilmente hidrolisado. Por outro lado,
Harger et al. (2007), em experimento em nível de casa de vegetação, obtiveram produção de matéria seca e teores de P da parte aérea de plantas de milho de modo similar, com a utilização de superfosfato triplo e fosfato de Arad como fontes fosfatadas.
É sabido que as características de reatividade das fontes de P são determinantes em relação à sua eficiência. Os fosfatos de alta reatividade, sendo mais prontamente disponíveis, favorecem a absorção e ao aproveitamento do P, principalmente pelas culturas de ciclo curto (BEDIN et al., 2003). Contrariamente, os fosfatos naturais apresentam solubilização mais lenta e ocorre um aumento gradual da disponibilidade de P (NOVAIS e SMYTH, 1999).
A inoculação de FSF não se mostrou efetiva, em que as plantas inoculadas apresentaram valores similares ao tratamento controle em todas as variáveis analisadas
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a a a b b b 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Fosfato de Arad Fosfato de Arad + FSF Fosfato de Arad + Biotech® Biotech® FSF Controle Tratamentos A lt u ra ( cm p la n ta -1)
Figura 1. Altura de plantas de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). CV (%) = 34,8
a a a b b b 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Fosfato de Arad Fosfato de Arad + FSF Fosfato de Arad + Biotech® Biotech® FSF Controle Tratamentos M at . se ca d e p ar te a ér ea ( m g p la n ta -1 )
Figura 2. Matéria seca da parte aérea de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). CV (%) = 23,2
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Fosfato de Arad Fosfato de Arad + FSF Fosfato de Arad + Biotech® Biotech® FSF Controle Tratamentos M at . se ca d e ra íz es ( m g p la n ta -1 )
Figura 3. Matéria seca de raízes de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). CV (%) = 33,2.
a a a b c c 0 1 2 3 4 5 6
Fosfato de Arad Fosfato de Arad
+ FSF Fosfato de Arad + Biotech® Biotech® FSF Controle Tratamentos V o lu m e ra d ic u la r (c m 3 p la n ta -1 )
Figura 4. Volume radicular de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). CV (%) = 24,8.
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Foi detectado efeito positivo da aplicação de Biotech® unicamente para o teor de K da parte aérea do trigo, onde a aplicação deste produto incrementou esta variável quando comparado com os demais tratamentos (Figura 5).
Apesar dos ácidos orgânicos terem maximizado a nutrição de plantas em alguns estudos (Guimarães et al., 2002; Rossetti, 2005), nas condições deste trabalho, avaliando-se a maioria das variáveis, a aplicação de Biotech® apresentou baixa eficiência e não estimulou a nutrição e crescimento do trigo. Tal produto incrementou unicamente o teor de K da parte aérea. Provavelmente, o tempo de avaliação do experimento foi curto o que afetou a capacidade de expressão dos ácidos orgânicos presentes no referido produto.
A ocorrência do ácido cítrico em altas concentrações e o maior desenvolvimento das raízes de cultivares de soja tolerantes ao Al indica que o mesmo está envolvido no processo de complexação e desintoxicação deste elemento (MENOSSO et al., 2001). O ácido cítrico é um ácido orgânico que pode ser utilizado para favorecer a solubilização de P, K e micronutrientes. Esse ácido, aplicado ao solo, reage com o Al e o Fe ligados ao fosfato, desfazendo a complexação desses
elementos. Estudos realizados na Índia com a cultura do café indicam que a disponibilidade de P, K e micronutrientes, especialmente o Zn, aumenta acentuadamente com a aplicação de 1 kg ha-1 de ácido cítrico, misturado com o NPK, comumente empregado na fertilização do solo (JAYARAMA et al., 1998). Guimarães et al. (2002) têm relatado que, dentre os ácidos orgânicos, o ácido cítrico apresenta elevada capacidade de disponibilizar o P fixado aos óxidos de Fe e Al do solo, aumentando, também, a disponibilidade de outros macro e micronutrientes como o K e o Zn. De acordo com Kirk (1999), a eficiência dos ácidos orgânicos em melhorar a disponibilidade de P às plantas depende do valor de pH do solo, do tipo de ânion orgânico e da persistência destes ânions no solo. Por outro lado, Sousa e Bortolon (2002) relatam que a adição de ácido acético afetou negativamente a absorção de N, P, K, Ca e Mg pelo arroz, resultando em diminuição na concentração destes nutrientes na parte aérea e na quantidade total absorvida pelas plantas.
Não foi verificado efeito dos tratamentos no teor de N e P foliar, onde nenhum tratamento superou ao tratamento
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Fosfato de Arad Fosfato de Arad
+ FSF Fosfato de Arad + Biotech® Biotech® FSF Controle Tratamentos T eo r d e K d a p ar te a ér ea ( m g d m -3 )
Figura 5. Teor de K da parte aérea de plantas de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF). Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). CV (%) = 19,8.
Tabela 2. Teores de N e P da parte aérea de plantas de trigo na presença de fosfato de Arad, ácidos orgânicos (Biotech®) e fungos solubilizadores de fosfato (FSF).
Tratamentos Teor de N e P na parte aérea (mg planta-1)
N P
Fosfato de Arad 2,7 ab 1,8 a
Fosfato de Arad + FSF 3,1 ab 1,8 a
Fosfato de Arad + Biotech® 2,8 ab 1,6 ab
Biotech® 3,3 a 1,0 c
FSF 2,5 c 1,1 c
Controle 2,8 ab 1,3 ab
CV (%) 14,1 49,8
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste Scott-Knott (5%). A eficiente ação solubilizadora por
fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium foi relatada por Whitelaw (2000) e Vassilev e Vassileva (2003). Reyes et al. (1999) encontraram correlação positiva entre a solubilização de fosfatos por Penicillium
rugulosum e a produção de ácido glucônico
ou cítrico. Silva Filho e Vidor (2001) relatam que as diferenças na capacidade e no potencial de solubilização ocasionam alterações quantitativas ou qualitativas nos metabólitos produzidos e sugerem a ocorrência de diferentes mecanismos de
Ácidos orgânicos, fungos... solubilização ou de processos com eficiência
variável. Entretanto, no presente trabalho, a inoculação dos FSF não resultou em benefício à nutrição ou crescimento vegetal. Em princípio, era esperado que estes fungos disponibilizassem o P adsorvido aos colóides de argila para a solução do solo o que, possivelmente, favoreceria a nutrição e o crescimento da cultura. Provavelmente, tais fungos apresentaram baixa capacidade competitiva frente à biota nativa, o que comprometeu seu estabelecimento no solo. Nahas (2002) relata que o fator mais limitante para garantir o estabelecimento e produção de ácidos orgânicos por microrganismos solubilizadores de fosfato é a fonte de carbono utilizada. Rodríguez et al. (1999) relatam estímulo ao crescimento de alfafa com a adição de resíduos de beterraba ao solo, como fonte carbonada, para garantir a sobrevivência de Aspergillus niger, um isolado solubilizador de fosfato. Nesse trabalho, foi utilizada a palha de braquiária como fonte de carbono para tais organismos. Este material caracteriza-se por uma alta relação C/N promovendo imobilização de N. Assim, provavelmente tal fonte não foi apropriada para os mesmos, o que justifica futuros estudos a fim de se identificarem outras fontes de carbono que favoreçam seu estabelecimento em distintos substratos. Igualmente, justificam-se mais estudos com a aplicação de Biotech® em distintas concentrações e em culturas diversas.
CONCLUSÕES
Sob condições de casa de vegetação e com solo de Cerrado, pode-se concluir que:
- A aplicação de fosfato de Arad favorece o crescimento de trigo.
- A inoculação dos fungos solubilizadores de fosfato não estimula a nutrição e o crescimento de trigo.
- A aplicação de Biotech® incrementa o teor de K da parte aérea de trigo.
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