ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1298
INOCULAÇÃO COM Azospirillum brasilense ASSOCIADA À ADUBAÇÃO NITROGENADA EM TRIGO NA REGIÃO NORTE DO RIO GRANDE DO SUL
Geomar Mateus Corassa¹; Gilvan Moisés Bertollo¹; Mateus Gallon², Sérgio Daniel Bona³ & Antônio Luis Santi4
1. Engenheiro Agrônomo, mestrando do programa de pós-graduação em Agronomia Agricultura e Ambiente - Universidade Federal de Santa Maria campus de Frederico
Westphalen/RS (geomarmateus@hotmail.com).
2. Engenheiro Agrônomo, mestrando do programa de pós-graduação em agronomia - Universidade Tecnológica Federal do Paraná - campus Pato Branco/PR. 3. Engenheiro Agrônomo, mestrando do programa de pós-graduação em Agricultura
de Precisão, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria/RS.
4. Engenheiro Agrônomo, Doutor, Professor da Universidade Federal de Santa Maria campus de Frederico Westphalen/RS – Brasil.
Recebido em: 06/05/2013 – Aprovado em: 17/06/2013 – Publicado em: 01/07/2013 RESUMO
O nitrogênio é um dos principais nutrientes responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento do trigo. Na busca pela melhoria na eficiência de seu uso, tem-se dado ênfase ao uso de bactérias diazotróficas capazes de fixar nitrogênio atmosférico, com destaque para o gênero Azospirillum. Contudo, são escassos os estudos envolvendo este gênero na cultura do trigo. O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da inoculação com Azospirillum brasilense associada á diferentes manejos de nitrogênio tradicionalmente empregados na cultura do trigo, na região norte do Rio Grande do Sul (RS). O estudo foi conduzido em área experimental da Universidade Federal de Santa Maria, campus de Frederico Westphalen – RS. Os tratamentos utilizados foram: Testemunha, Inoculação (IN), Inoculação + Nitrogênio aplicado na base (IN + Nb), Inoculação + Nitrogênio aplicado em cobertura (IN + Nc), Inoculação + Nitrogênio na base + Nitrogênio em cobertura (IN + Nb + Nc), Inoculação + Nitrogênio na base + ½ dose Nitrogênio em cobertura (IN + Nb + ½ Nc) e Nitrogênio na base + Nitrogênio em cobertura (Nb + Nc), com quatro repetições. A adubação nitrogenada em cobertura no trigo promove uma maior estatura de plantas enquanto que a inoculação de sementes de trigo com Azospirillum brasilense quando não associada à adubação nitrogenada, provocou declínio no rendimento de grãos. A substituição da adubação nitrogenada na base pelo uso de Azospirillum brasilense, desde que associada à adubação nitrogenada em cobertura, promove acréscimo no rendimento de grãos de trigo.
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INOCULATION WITH Azospirillum brasilense ASSOCIATED TO NITROGEN IN WHEAT IN NORTHERN RIO GRANDE DO SUL
ABSTRACT
Nitrogen is a key nutrient responsible for the growth and development of wheat. In the quest for improving the efficiency of its use, has emphasized the use of diastrophic bacteria capable of fixing atmospheric nitrogen, especially the genus Azospirillum. But, there are insufficient studies of this kind in wheat. The study aimed to evaluate the effect of inoculation with Azospirillum brasilense associated with different managements will traditionally employed nitrogen in wheat crop in the northern region of Rio Grande do Sul (RS). The study was conducted in the experimental area of the Federal University of Santa Maria campus Frederico Westphalen - RS. The treatments were: control, inoculation (IN), inoculation + Nitrogen applied at the base (IN + Nb), Inoculation+ Nitrogen applied in coverage (IN + Nc), Inoculation + Nitrogen in the base + Nitrogen in coverage (IN + Nb + Nc), Inoculation + Nitrogen in the base + ½ Nitrogen in coverage (IN + Nb + ½ Nc) and Nitrogen in the base + Nitrogen in coverage (Nb + Nc) with four replications. The nitrogen application on wheat promote greater plant height while the inoculation of wheat seeds with Azospirillum brasilense when not associated with nitrogen fertilization caused a decline in grain yield. The substitution of fertilization the nitrogen applied in the base for the use of Azospirillum brasilense, since associated with nitrogen in coverage, promotes increase in grain yield of wheat.
KEYWORDS: Nitrogen, diazotrophs, grain yield. INTRODUÇÃO
O nitrogênio caracteriza-se como um nutriente de grande influência sobre a cultura do trigo (Triticum aestivum L.), promovendo limitações ao crescimento e ao desenvolvimento das plantas quando ausente (DA ROS et al., 2003; SALA et al., 2005). Nos últimos anos a busca por tecnologias capazes de maximizar a sua eficiência bem como reduzir as doses aplicadas, com vistas à preservação do meio ambiente tem ganhado destaque. Neste sentido, tem-se a possibilidade da utilização de bactérias diazotróficas associativas, que não formam uma simbiose com a planta hospedeira, com ênfase para aquelas pertencentes ao gênero Azospirillum (BASHAN & DE-BASHAN, 2005).
Esse grupo de bactérias é conhecido pelo seu elevado potencial de fixação de nitrogênio atmosférico, além da produção de hormônios, como a auxina, que interfere no crescimento da parte aérea e do sistema radicular do trigo (RADWAN et al., 2004). Esse aumento do sistema radicular possibilita, portanto, a exploração de um maior volume de solo (BASHAN & HOGUIN, 1997; ZAIED et al., 2003). As bactérias do gênero Azospirillum tem a capacidade de promover o aumento dos processos da redução assimilatória de nitrato disponível no solo (BODDEY et al., 1986) e a fixação biológica do nitrogênio (INIGUEZ et al., 2004), nutriente caracterizado como um dos principais promotores do crescimento e desenvolvimento de gramíneas. Sabe-se que a eficiência dos fertilizantes nitrogenados atualmente utilizados na agricultura é em média de 50% (CHAVARRIA & MELLO, 2011) devido às perdas por lixiviação, volatilização de amônia, desnitrificação, erosão e imobilização microbiana. Segundo HUERGO (2006), o nitrogênio proveniente da
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1300 fixação biológica é menos propenso a lixiviação e volatilização, caracterizando-se como uma alternativa barata, limpa e sustentável para o fornecimento de N para os cultivos agrícolas.
Para a cultura do trigo, existem relatos de respostas positivas da inoculação com Azospirillum brasilense (DALLA SANTA et al., 2004; ROESCH et al., 2005). Alguns autores reportam que a associação promove melhorias em parâmetros fotossintéticos das folhas, incluindo o teor de clorofila (BARASSI et al., 2008), melhorias na absorção da água e minerais, aumento na tolerância a estresses como salinidade e seca e ao ataque de agentes patogênicos, maior vigor de plantas e maior produtividade (DOBBELAERE et al., 2001; BASHAN et al., 2004; CORREA et al., 2008).
Em experimentos realizados por DÍAZ-ZORITA & FERNÁNDEZ-CANIGIA (2009), com a cultura do trigo, em 297 localidades na região dos pampas argentinos entre os anos de 2002 a 2006, percebeu-se um incremento no rendimento de 260 kg ha-1 com utilização de inoculante líquido a base de Azospirillum brasilense. Os mesmo autores destacam que 70% dos locais estudados apresentaram resultados de incremento da produção com uso do Azospirillum brasilense. Segundo SALA et al., (2007), a inoculação tende a proporcionar uma maior rentabilidade na cultura do trigo, entretanto, existem relatos de que a inoculação com a bactéria não surtiu efeito no rendimento de grãos na cultura do trigo, em comparação a adubação nitrogenada tradicional (OGÜT et al., 2005). Portanto, estudos detalhados, envolvendo Azospirillum brasilense na cultura do trigo ainda são incipientes, carecendo de informação que levem em conta a sua eficiência em relação ao manejo do nitrogênio tradicionalmente empregado.
Tendo em vista o exposto, o trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da inoculação de sementes de trigo com bactérias do gênero Azospirillum brasilense em comparação e associada á diferentes manejos de nitrogênio tradicionalmente empregados na cultura do trigo, na região norte do Rio Grande do Sul (RS).
MATERIAL E METODOS
O estudo foi conduzido em área experimental da Universidade Federal de Santa Maria campus de Frederico Westphalen – RS, localizado a uma latitude 27°23’22” S, longitude 53°25’37” O e altitude aprox imada de 480 m. O solo do local é classificado como Latossolo Vermelho Distrófico Típico (EMBRAPA, 1999), manejado em sistema plantio direto (SPD) e apresentando a Soja (Glycine max L.) como cultura antecessora. Os atributos químicos do solo foram analisados seguindo a metodologia da EMBRAPA (1997), apresentando as características químicas e físicas, conforme descrito na Tabela 1.
TABELA 1. Características físicas e químicas do solo na profundidade de 0-20 cm,
no local onde foi conduzido o experimento. Frederico Westphalen – RS, 2011.
Argila
Matéria
Orgânica SMP CTC Al H+Al pH P K Saturação
(%) (%) --- (cmolc dm-3) --- (H2O) --- (mg dm-³) --- (%)
74 3,2 5,5 11,3 0,4 5,6 5,1 9,3 268,0 50,6 O relevo do local é suavemente ondulado e o clima, segundo a classificação de Koppen, é do tipo Cfa – subtropical. A temperatura média anual é de 19,6°C, com máxima de 39,7°C e mínima de – 3°C. A precipitação pluvial
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1301 alcança 1.625 mm ano-1 segundo MORENO (1961). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, utilizando-se sete tratamentos (Quadro 1) e quatro repetições.
A semeadura do trigo foi realizada em parcelas de dimensões 5,0 x 2,0 m, utilizando-se a cultivar Quartzo – OR sementes, com espaçamento entre linhas de 0,20 m e uma densidade de 330 plantas m-². Para o tratamento de sementes utilizou-se respectivamente fungicida e inseticida, sendo: Difenoconazol (30 g de i.a./100kg sementes) e Lambda−Cialotrina (10,6 g de i.a/100kg semente) + Tiametoxam (14,1 g de i.a/100kg semente).
QUADRO 1- Descrição dos tratamentos utilizados no experimento. Frederico
Westphalen – RS, 2011. Tratamentos Descrição
Testemunha Sem inoculação e sem adubação nitrogenada
IN Inoculação
IN + Nb Inoculação + Nitrogênio aplicado na base (semeadura) IN + Nc Inoculação + Nitrogênio aplicado em cobertura
IN + Nb + Nc Inoculação + Nitrogênio na base + Nitrogênio em cobertura
IN + Nb + ½ Nc Inoculação + Nitrogênio na base + ½ dose Nitrogênio em cobertura Nb + Nc Nitrogênio na base + Nitrogênio em cobertura
A adubação seguiu a recomendação da CQFS-RS/SC (2004), considerando uma expectativa de rendimento de 4 t ha-1. Nos tratamentos que receberam adubação nitrogenada de base, foram aplicados 15 kg N ha-1, mais 60 kg ha-1 de Fósforo (P2O5) e 60 kg ha-1 de Potássio (K2O), por meio do emprego de 300 kg ha-1
da formulação 05-20-20 (NPK). Nos tratamentos que não recebem adubação nitrogenada na base utilizou-se somente 60 kg ha-1 de Fósforo (P2O5) e 60 kg ha-1 de
Potássio (K2O) por meio do emprego de 300 kg ha-1 da formulação 00-20-20. A
adubação nitrogenada das parcelas que receberam aplicação em cobertura foi realizada empregando-se a dosagem de 65 kg N ha-¹, na forma de ureia (45% de N) durante o período que compreende o estádio fenológico 6 na cultura do trigo, conforme a escala de Haun (HAUN, 1973).
A inoculação das sementes com a bactéria Azospirillum brasilense (Estirpe BR 11005 SP que contém 1x109 bactérias ml-1) foi realizada em laboratório, utilizando-se frascos esterilizados. A dosagem utilizada seguiu a recomendação do fabricante sendo: 2 mL kg-1 de semente. O conteúdo foi diluído em 30 mL de água destilada (para facilitar a homogeneização) e aplicado na semente, agitando-se até uma cobertura uniforme das sementes.
Durante o ciclo da cultura foi realizado ainda o controle de plantas invasoras por meio de capina manual e da aplicação de Metsulfurom metílico (3g i.a.ha-1). Para o controle das doenças fúngicas, realizou-se duas aplicações à base de Piraclostrobina (99,75g i.a.ha-1) + Epoxiconazol (37,5g i.a.ha-1) e uma aplicação a base de Piraclostrobina (99,75g i.a.ha-1) + Epoxiconazol (37,5g i.a.ha-1) + Tebuconazole (150g i.a.ha-1).
Os parâmetros avaliados foram: rendimento de grãos, peso do hectolitro (PH), número de espigas m-², comprimento da espiga, número de espiguetas por espiga, número de grãos por espiga, número de grãos por espigueta, peso de mil grãos (PMG) e estatura de plantas. Para as avaliações foram utilizadas apenas as quatro linhas centrais das parcelas, excluindo-se ainda 0,50m nas extremidades, a fim de tornar nulo o efeito da bordadura.
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1302 Os dados foram submetidos à análise de variância e quando da significância dos resultados, as médias foram comparadas entre si pelo teste de Duncan ao nível de 5% significância, utilizando-se o programa estatístico SAS (SAS INSTITUTE, 2000).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na tabela 2 são apresentados os resultados para as variáveis: número de espigas m-², número de grãos por espiga, número de espiguetas por espiga, número de grãos por espigueta e peso de mil grãos (PMG). O número de espigas m-2, apresentou os melhores resultados nos tratamentos IN + Nc, Nb + Nc, IN + Nb + ½ Nc e IN + Nb + Nc, com 539, 538, 479 e 461 espigas m-² respectivamente, enquanto que o tratamento testemunha apresentou os resultados mais inferiores com apenas 405 espigas m-². Segundo MIDMORE et al., (1984) o número de espigas por unidade de área é uma medida que integra conjuntamente os efeitos de afilhamento e de sobrevivência de afilhos, fatores que são influenciados pela maior disponibilidade de N nas fases iniciais de desenvolvimento das plantas e também pelas condições ambientais (DIDONET et al., 2000). ESPÍNDULA (2010) reporta que a utilização de doses mais elevadas de N durante a fase de afilhamento e diferenciação do meristema reprodutivo do trigo, promovem um acréscimo no vigor vegetativo, resultando em maiores valores para esse componente da produção. Em trabalho realizado por MARCHETTI et al., (2001), com o objetivo de estudar o efeito de diferentes níveis de N na cultura de trigo, verificou-se um acréscimo no número de espigas com a adição de níveis crescentes de nitrogênio.
Ainda em relação a variável número de espigas m-2, quando comparados os tratamentos utilizando-se IN + Nc e Nb + Nc, observa-se que estes não diferiram estatisticamente entre si (Tabela 2). Tal resultado remete a crer que, mesmo com a alta demanda de nitrogênio pela cultura do trigo (FOLONI et al., 2009) a inoculação com Azospirillum brasilense, foi capaz de suprir a demanda inicial N, garantindo a manutenção de afilhos viáveis na cultura, de igual maneira a utilização de adubação nitrogenada na semeadura.
TABELA 2. Nº de espigas, grãos por espiga, espiguetas por espiga, grãos por
espigueta e peso de mil grãos (PMG) em trigo, para os diferentes tratamentos. Frederico Westphalen – RS, 2011.
Tratamento Nº espigas (m²) Nº grãos por espiga Nº espiguetas por espiga Grãos por espigueta PMG (g) IN** 426 b* 33,78 a 14,33 a 2,36 a 36,57 a IN + Nb 411 b 35,91 a 14,48 a 2,47 a 37,48 a IN + Nc 539 a 34,00 a 14,03 a 2,42 a 36,24 a IN + Nb + Nc 461 ab 34,88 a 14,60 a 2,39 a 36,91 a IN + Nb + ½ Nc 479 ab 35,35 a 14,90 a 2,37 a 37,47 a Nb + Nc 538 a 34,35 a 14,63 a 2,35 a 36,14 a Testemunha 405 b 34,38 a 14,50 a 2,37 a 36,60 a C.V. (%) 12,34 13,03 7,64 8,87 7,03
*Médias seguidas da mesma letra, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade de erro. **Sendo: IN= Inoculação; Nb= Nitrogênio na base; Nc= Nitrogênio em cobertura, PMG= Peso de mil grãos.
Em relação à variável número de espiguetas por espiga, número de grãos por espigueta e peso de mil grãos (PMG), não foi observada diferença significativa (Tabela 2). DIDONET et al., (2000) também não constatou diferença significativa no
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1303 PMG em trabalhos utilizando diferentes doses de nitrogênio na cultura do trigo. Segundo GUARIENTI (1996) o PMG é uma medida que apresenta forte controle genético, mas também é afetado por condições edafoclimáticas durante a fase de maturação, corroborando com o que foi salientado por RODRIGUES (2003). Segundo o autor a interpretação do rendimento de grãos em trigo por meio de seus componentes de rendimento é difícil, em razão da existência de plasticidade e do poder de compensação entre os componentes durante o desenvolvimento da cultura.
Para a variável peso do hectolitro (PH), expressa em kg/hl e sendo a massa de 100 litros de trigo, os melhores resultados ocorreram nos tratamentos IN + Nc, Nb + Nc, IN + Nb + ½ Nc e IN + Nb + Nc, com 79,4; 79,19; 78,75 e 79,50 respectivamente. Esses mesmos tratamentos, foram responsáveis ainda pela maior estatura de plantas (cm) apresentando 86,75, 89,33, 89,98, 91,62 cm respectivamente. Os tratamentos testemunha, IN e IN + Nb por sua vez resultaram em uma menor estatura com 83,83, 84,30 e 84,03 cm respectivamente. Estudos conduzidos por COSTA & OLIVEIRA (1998) e ZAGONEL et al. (2002) mostraram que a altura de planta foi significativamente influenciada pelas doses de nitrogênio aplicado em cobertura, sendo que o aumento da dose de N resultou em aumento da estatura de plantas de trigo. Tais resultados vão de encontro com os observados neste trabalho.
É possível observar que a prática de adubação nitrogenada em cobertura foi eficiente em descriminar os parâmetros número de espigas m-² (Tabela 2), PH e estatura de plantas (Tabela 3), dos demais tratamentos, ocasionando uma resposta positiva e evidenciando que em parcelas que não receberam este manejo, os resultados foram mais inferiores para estas variáveis.
TABELA 3. Peso do hectolitro, estatura de plantas e comprimento de espigas de
trigo, para os diferentes tratamentos. Frederico Westphalen – RS, 2011.
Tratamento Peso do Hectolitro Estatura de Planta (cm) Comprimento de espiga (cm) IN** 78,19 c* 84,30 b 6,83 a IN + Nb 78,25 bc 84,03 b 6,90 a IN + Nc 79,40 a 86,75 ab 7,05 a IN + Nb + Nc 79,19 ab 89,33 a 7,38 a IN + Nb + ½ Nc 78,75 abc 89,98 a 7,37 a Nb + Nc 79,50 a 91,62 a 7,18 a Testemunha 78,24 bc 83,83 b 7,07 a C.V. (%) 0,88 3,65 1,09
*Médias seguidas da mesma letra, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade de erro. **Sendo: IN= Inoculação; Nb= Nitrogênio na base; Nc= Nitrogênio em cobertura.
O rendimento de grãos expresso na Figura 1 evidenciou que, os tratamentos testemunha e IN resultaram respectivamente com 3763 kg ha-1 e 3829 ha-1, sendo estes os resultados mais inferiores. Por outro lado quando da utilização de fertilizantes nitrogenados (Nb + Nc) ou da associação destes com Azospirillum brasilense (IN + Nb, IN + Nc, IN + Nb + Nc e IN + Nb + ½ Nc) os resultados de rendimento de grãos foram superiores, variado entre 4766,8 á 4919,5 Kg ha-¹. Sabe-se que a crescente utilização de cultivares de alto potencial produtivo tem implicado em uma demanda cada vez maior de tecnologias capazes de fornecer um maior aporte de nitrogênio (ZAGONEL, 2002).
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1304 na produtividade com a inoculação de Azospirillum brasilense na cultura do trigo. Segundo BERTICELLI & NUNES (2008) a melhor distribuição espacial das raízes, induzida pelas bactérias diazotróficas favorece a absorção de maior volume de nutrientes e água, alcançando melhor potencial de nutrição durante o desenvolvimento do vegetal, gerando melhor desempenho produtivo de biomassa seca e produção de grãos. Segundo DOBBELAERE et al. (1999) o aumento nos pelos radiculares de plantas de trigo decorrente de auxinas secretadas por Azospirillum, pode ser responsável pelo efeito positivo da inoculação.
b* ab a a a a b 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 R e n d im e n to d e g rã o s ( K g h a -¹) Tratamentos
IN
IN + Nb
IN + Nc
IN + Nb + Nc
IN + Nb + ½ Nc
Nb + Nc
Testemunha
FIGURA 1. Rendimento de grãos de trigo (Kg ha-¹) para os diferentes tratamentos. Frederico Westphalen – RS, 2011.
*Médias seguidas da mesma letra, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade de erro.
Por outro lado, já foi observado que na ausência de adubação nitrogenada a inoculação pode causar decréscimo na massa de matéria seca da parte aérea, por não suprir, sozinha, as demandas de nitrogênio da planta (DIDONET et al., 2000). Segundo SAUBIDET et al., (2002), em plantas de trigo a inoculação com Azospirillum brasilense, apesar de promover a melhor absorção e utilização do nitrogênio disponível, não é capaz de substituir a adubação nitrogenada. Tais resultados vão de encontro aos observados neste trabalho, onde sozinha, a inoculação com Azospirillum brasilense ocasionou um declínio no rendimento de grãos. Já quando associada à adubação nitrogenada em cobertura, essa prática foi eficiente em promover o aumento no rendimento de grãos (Figura 1).
Neste sentido, cabe salientar que, devido aos elevados custos praticados em relação aos fertilizantes nitrogenados, o uso de fontes alternativas em substituição a adubação nitrogenada de base pode se tornar economicamente viável, sendo capaz de promover a manutenção de produtividades elevadas em trigo, contudo, tal manejo não exclui a adubação nitrogenada em cobertura. Segundo estudos de SALA et al., (2007), pela inoculação ser uma tecnologia de baixo custo, aumentos no rendimento de grãos acima de 15,43 kg ha-1 já justificaria a prática de inoculação, porém, conforme os resultados obtidos neste trabalho e para as condições avaliadas, a adoção desta prática deve ocorrer de forma associada ou complementar a adubação nitrogenada, não sendo eficiente de forma isolada.
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p. 2013 1305
CONCLUSÃO
1 - A adubação nitrogenada em cobertura no trigo promove uma maior estatura de plantas, além de ser indispensável para que se obtenham rendimentos elevados;
2 - A inoculação de sementes de trigo com Azospirillum brasilense quando não associada à adubação nitrogenada, acarreta declínio no rendimento de grãos;
3 - A substituição da adubação nitrogenada na base pelo uso de Azospirillum brasilense na região norte do Rio Grande do Sul, desde que associada à adubação nitrogenada em cobertura, promove acréscimo no rendimento de grãos de trigo.
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