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UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL – UNIJUÍ
DEPARTAMENTO DE ESTUDOS AGRÁRIOS CURSO DE AGRONOMIA
MARIA EDUARDA GZERGORCZICK
OS SISTEMAS DE SUCESSÃO NO MANEJO DO NITROGÊNIO
VOLTADO A PRODUTIVIDADE, QUALIDADE INDUSTRIAL E
QUÍMICA DE GRÃOS DE AVEIA BRANCA
IJUÍ, RS 2018
OS SISTEMAS DE SUCESSÃO NO MANEJO DO NITROGÊNIO
VOLTADO A PRODUTIVIDADE, QUALIDADE INDUSTRIAL E
QUÍMICA DE GRÃOS DE AVEIA BRANCA
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.
Orientador: Prof.ª Dr.ª José Antonio Gonzalez da Silva
IJUÍ, RS 2018
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MARIA EDUARDA GZERGORCZICK
OS SISTEMAS DE SUCESSÃO NO MANEJO DO NITROGÊNIO
VOLTADO A PRODUTIVIDADE, QUALIDADE INDUSTRIAL E
QUÍMICA DE GRÃOS DE AVEIA BRANCA
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
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Prof.ª Dr.ª José Antonio Gonzalez da Silva– Orientadora - DEAg/UNIJUÍ
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Prof.ª Dr.ª Cleusa Adriane Menegassi Bianchi Krüger - DEAg/UNIJUÍ
Ao Deus Pai, por minha vida, família e amigos. A minha mãe Lenir e minha irmã Janaina, por todo amor, carinho e auxilio.
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AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Deus Pai por me manter perseverante, me preenchendo com força e fé para enfrentar todos os obstáculos da vida. Agradeço por toda a luz posta sobre minha cabeça e por nunca me fazer desistir, acreditando que somos capazes de vencer com determinação e dignidade.
Aos meus pais, Lenir Teresinha Gzergorczick e Luiz Tiecker, por serem inspiração e espelho, por todo amor e dedicação durante toda a minha vida. A toda à minha família, pela contribuição valiosa.
Ao professor Dr. José Antonio Gonzalez da Silva pela oportunidade de fazer parte do grupo de pesquisa Sistemas Técnico de Produção Agropecuária. Agradeço pelos ensinamentos e por ser exemplo de pessoa ética e profissional. A todos os professores pela imensa contribuição na minha formação acadêmica, obrigada.
Aos colegas e amigos bolsistas do Grupo de Pesquisa, Andressa Raquel Cizeski de Lima, Lorenzo Arenhardt, Luiz Michel Bandeira, Natiane Ferrari Basso, Darlei Lambrecht, Ester Mafalda Matter, Claudia Vanessa Argenta e Leonardo Norbert pelos trabalhos em equipe desenvolvidos e pelo auxilio na execução a campo e laboratório deste.
Agradeço aos meus amigos que me auxiliaram com afeto e companheirismo, mostrando que eu conseguiria alcançar meus objetivos, Mariele Cezimbra Lopes, Luana Barbosa, Jordana Bueno, Laura Schneider, Vanessa Fruetti, Laura Moreira, Joice Kowaleski entre outros.
À Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, pela oportunidade de fazer o curso.
Ao Departamento de Estudos Agrários (DEAg), corpo docente e funcionários, que foram muito importantes na minha vida acadêmica e na minha formação profissional.
Agradeço a vocês esta vitória e serei eternamente grata por tudo o que fizeram por mim. Esta conquista também é de vocês.
“E não nos cansemos de fazer o bem, pois no tempo próprio colheremos se não desanimarmos” Gálatas 6:9
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OS SISTEMAS DE SUCESSÃO NO MANEJO DO NITROGÊNIO
VOLTADO A PRODUTIVIDADE, QUALIDADE INDUSTRIAL E
QUÍMICA DE GRÃOS DE AVEIA BRANCA
RESUMO
No sul do brasil a aveia branca é considera uma cultura de múltiplos propósitos. Como cobertura de solo proporciona melhorias significativas nas condições físico-químicas. Na alimentação animal evidencia grande qualidade nutricional, tanto como pastagem ou processado na forma de feno e silagem. No consumo humano, vêm se destacando por representar propriedades químicas aos quais lhe qualificam como alimento funcional. No entanto para que a produtividade de grãos seja maximizada é necessário a adubação nitrogenada, visto que é o nutriente mais solicitado pela aveia, por tanto, um fator decisivo na qualidade e rendimento da cultura. Nesse contexto, a dose ajustada de nitrogênio a ser disponibilizada deve ser investigada buscando minimizar os excessos que comprometem o ambiente e oneram o produtor e que poderia representar um déficit capaz de comprometer a máxima expressão de grãos. O objetivo deste trabalho é a busca de melhor eficiência de uso do nitrogênio sobre a expressão nos caracteres de produção e qualidade química de grãos de aveia nos sistemas de sucessão de alta e reduzida relação Carbono/Nitrogênio, aprimorado resultados mais vantajosos pela interação N-fertilizante com o N-residual. O experimento foi conduzido em condições de campo, no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural/IRDer, localizado no município de Augusto Pestana, RS, pertencente ao Departamento de Estudos Agrários da UNIJUÍ. O experimento foi realizado no ano de 2017 em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um arranjo unifatorial onde o fator de tratamento foi representado pelas diferentes doses de nitrogênio (0, 60, 120 e 180 kg ha -1) em três sistemas de sucessão, milho, soja e nabo e a cultivar utilizada foi a URS Taura. As respostas sobre resíduo da soja, milho e nabo apresentaram tendência quadrática para o rendimento de grãos e rendimento industrial, onde os pontos de máxima eficiência técnica foram evidenciados nas doses de 110 e 71 kg de N ha-1 respectivamente sobre resíduo de soja. Sobre o resíduo de milho apresentaram a máxima eficiência técnica de produção em 161 e 89 kg de N ha-1, respectivamente e sobre o resíduo de nabo, a máxima eficiência técnica foi obtida no ponto de 94 e 104 kg de N ha-1. Além disto, os caracteres amido e proteína bruta apresentaram tendência linear positiva com o incremento das doses de N-fertilizante e fibra bruta demonstrou comportamento contrário, observados através das equações de regressão, para ambos os sistemas avaliados.
SUMÁRIO
RESUMO ... 7
INTRODUÇÃO ... 9
1. REVISÃO DE LITERATURA ... 11
1.1 A CULTURA DA AVEIA BRANCA ... 11
1.2 INDICADORES DA QUALIDADE INDUSTRIAL DA AVEIA... 11
1.3 INDICADORES DE QUALIDADE QUÍMICA DE GRÃOS DE AVEIA ... 13
1.4 ADUBAÇÕES NITROGENADAS ... 14
1.5 PRECEDENTE CULTURAL ... 15
2. MATERIAL E MÉTODOS ... 17
2.1 LOCALIZAÇÃO DO CAMPO EXPERIMENTAL ... 17
2.2 CARACTERIZAÇÃO DO EXPERIMENTO ... 17
2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAL ... 17
2.4 VARIÁVEIS ANALISADAS ... 18
2.4.1 Indicadores de Produção ... 18
2.4.2 Indicadores da Qualidade Industrial ... 18
2.4.3 Indicadores da Qualidade Química ... 19
2.5 ELEMENTOS METEOROLÓGICOS ... 19
2.6 ANÁLISES ESTATÍSTICA ... 19
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 21
CONCLUSÃO ... 27
INTRODUÇÃO
O aumento do cultivo da aveia branca (Avena sativa L.) é devido ao grande potencial de produção desta espécie. Se destacando os benefícios na alimentação animal na forma de feno, pastagem e silagem, bem como na alimentação humana. Seus grãos são ricos em vitaminas, ácidos graxos e minerais e, por apresentar alto conteúdo de fibras, principalmente, as fibras β-glucanas, as quais promovem grandes benefícios como a diminuição do colesterol LDL e prevenção de doenças cardiovasculares, e conferem assim à aveia a classificação de alimento funcional.
Como uma cultura da estação fria, sua importância é evidenciada no sul do Brasil por se constituir uma lavoura alternativa ao trigo, se posicionando como excelente opção na rotação de culturas além de contribuir para a diversificação da propriedade. No sistema de semeadura direta tem apresentado importante contribuição na melhoria das condições físico-químicas do solo, controle biológico de espécies invasoras e quebra do ciclo de pragas e doenças. Diante disso, o cultivo de aveia é essencial para a sustentabilidade de pequenas, médias e grandes propriedades, tornando-se uma espécie que promove qualidade no sistema de cultivo gerando renda.
A carência de terras para cultivo da aveia principalmente por competição as demais culturas como o trigo e produção bovina, aliada a constante pressão de produção de mais alimentos, impulsiona produtores e pesquisadores a buscarem alternativas para obtenção de maior produtividade e qualidade de seus cultivos.
Uma alternativa para diminuir o uso de insumos é a utilização de sucessão cultural, o nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), apresentando 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 (ZIECH et al., 2015), além disto, outra cultura muito utilizada em nossa região é a soja (Glicyne max), leguminosa com baixas concentrações de estruturas ligadas, com baixa resistência ao intemperismo, onde o tecido
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é formado basicamente por parênquima e clorênquima, sendo que estes possuem espaços intercelulares grandes onde são encontrados proteínas, sais minerais, aminoácidos, açúcares, entre outros que facilita no processo de decomposição, apresentando também baixa relação carbono nitrogênio, sendo esse 30:1.
Já culturas como o milho, principalmente pelo alto teor de lignina associado à celulose da parede celular e que são em geral as fibras, responsável pela sustentação da planta e que torna o tecido tanto de folhas, raízes e colmos mais rígidos e impermeáveis o que dificulta a ação dos microrganismos decompositores, além disto, o milho apresenta uma alta relação carbono/nitrogênio, sendo esta 112:1.
Um dos insumos mais utilizados na produção de aveia é o nitrogênio, principalmente por se tratar de uma gramínea e ter este elemento em seus ciclos metabólicos sendo um fator fundamental para produção deste cereal. O nitrogênio participa de quase todas atividades químicas da planta, porem, por ser muito dinâmico este elemento é facilmente perdido, tanto por lixiviação quanto por volatilização, ocasionando aumento no custo do produtor e muitas vezes contaminação ambiental. A recomendação de adubação desta cultura não demonstra uma dose ótima capaz de obter maior aproveitamento deste nitrogênio com menor perda de insumo e maior produtividade de grãos, logo, estimar uma dose em diversos sistemas de produção pode ser uma alternativa para produtores deste cereal no momento de decidir qual a dosagem deste produto usar, para que não ocasione perdas e nem danos ao ambiente.
O objetivo deste trabalho é a busca de melhor eficiência de uso do nitrogênio sobre a expressão nos caracteres de produção e qualidade química de grãos de aveia nos sistemas de sucessão de alta e reduzida relação Carbono/Nitrogênio, aprimorado resultados mais vantajosos pela interação N-fertilizante com o N-residual.
O aumento do cultivo da aveia branca (Avena sativa L.) decorre do grande potencial de produção desta espécie, configurando-se uma cultura alternativa para estação fria no sul do Brasil (CRESTANI et al., 2011; SILVA et al., 2015). Esse fato é justificado pela aveia apresentar múltiplos propósitos, podendo ser utilizada na alimentação animal na forma de feno, pastagem e silagem, bem como na alimentação humana, já que sua composição química é única entre os cereais, classificada como alimento funcional por médicos e nutricionistas (HAWERROTH et al., 2013; MANTAI et al., 2016).
Seu elevado valor nutricional é comprovado por possuir grãos ricos em vitaminas, ácidos graxo, minerais e fibras dietéticas solúveis. Dentre as fibras, destaca-se a β-glucana, responsável pela diminuição do colesterol LDL, prevenção de doenças cardiovasculares (CRESTANI et al., 2010; HAWERROTH et al., 2013), além de reduzir os índices glicêmicos dos alimentos ingeridos (WASZAK e FERREIRA, 2011).
Como uma cultura alternativa ao trigo contribui para diversificação da propriedade, principalmente no sistema de semeadura direta beneficiando a implantação das culturas de verão (CRESTANI, 2011; SILVA et al., 2015). Além disso, promove melhorias nas condições físico-químicas do solo por emitir grandes densidades de raízes e elevada produção de matéria seca, bem como contribuí no controle biológico de espécies invasoras e auxilia na quebra do ciclo de pragas e doenças (FEDERIZZI et al., 2014; MANTAI et al., 2015).
Segundo a CONAB (2018), a área estimada para safra de 2018 no Brasil é de 341,7 mil hectares, com produtividade 2217 kg ha-1 e uma produção total estimada de 757,7 mil toneladas de grãos de aveia. Para o estado do Rio Grande do Sul (RS) a estimativa é de uma área cultivada de 248,2 mil hectares, produtividade de 2287 kg ha-1 e uma produção total estimada em 567,6 mil toneladas. Neste sentido, o RS irá contribuir com aproximadamente 72% da área cultivada e com 74% da produção nacional de aveia, configurando-se um dos maiores produtores do Brasil.
1.2 INDICADORES DA QUALIDADE INDUSTRIAL DA AVEIA
Com a constante pressão do mercado consumidor é necessário combinar processos tecnológicos que promovam modificações físico-químicas, funcionais e nutricionais nos grãos de aveia, adequando-os às exigências do consumo humano (BARATA et al., 2001). Também o ajuste de cultivares às novas técnicas de cultivo, com utilização de genótipos
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produtivos e adaptáveis é essencial para suprir a demanda industrial da espécie (CRESTANI, 2011; WOHLENBERG et al., 2013).
A qualidade industrial de grãos em aveia é definida por aspectos físicos como a limpeza, classificação, descasque e laminação, assim a morfologia do grão é a principal característica no processamento e rendimento final de grãos (DE FRANCISCO et al., 2002; UBESSI, 2013). Além disso, as indústrias alimentícias apresentam limites de pureza e tolerância sobre os componentes que acompanham o grão (COMISSÃO...,2014;). Grãos bem formados, grandes, pesados e uniformes são os mais desejados para o processo de beneficiamento (ALVES e KIST, 2010; UBESSI, 2013).
Segundo Gatto (2005), para manter altos padrões de qualidade as indústrias de alimentos exigem grãos com peso hectolitro (PH) igual ou superior a 50 kg hL-1, máximo de 3% de grãos manchados ou escuros, grãos com espessura maior que 2 mm e baixos níveis de acidez. Diante disso, a produção de grãos de elevado volume com reduzida massa de casca, facilidade no descasque mecânico e reduzido índice de quebra caracterizam os atributos desejados em uma cultivar de aveia branca com elevada qualidade industrial (CRESTANI, 2011).
Por ter grande valor nutricional, o cereal tem sido empregado na produção de cereais, granolas, produtos forneados ou assados, também para dar volumes a produtos cárneos (DE MORI et. al, 2012), sendo altamente indicados para alimentação de crianças, atletas, adultos e idosos (KEHL, 2013; MANTAI et al., 2016). Diante disso, o rendimento industrial (RI) dos grãos é fundamental para a comercialização da cultura da aveia, sendo que representa a quantidade de produto obtida por meio do índice de descasque (percentagem de cariopse) e a percentagem de grãos maiores que 2 milímetros (mm), representando o índice Avenacor (FLOSS et al., 2002).
No Brasil, a COMISSÃO (2014), quando o grão de aveia é destinado a indústria para o preparo de alimentos é exigida uma qualidade mínima que leva em conta, entre outras características, a massa de mil grãos (MMG), massa do hectolitro (MH), a percentagem de grãos maiores que 2 mm e índice de descasque (ID), o ID é a relação entre o peso de grãos descascados pelo peso de grãos inteiros multiplicado por 100. O rendimento industrial (RI) é a percentagem calculada pela quantidade de produto processado obtido por meio do ID multiplicado pela percentagem de grãos maiores que 2 milímetros, que significa a percentagem de produto obtido a partir de amostras de grãos integrais.
que a torna única entre os demais cereais, conferindo excelente valor nutricional. Seu teor proteico varia de 12 a 25% (DAL MOLIN, 2011; KLAJN, 2014), com estruturas resultantes de ligações entre aminoácidos, com auxílio de nitrogênio. As proteínas desempenham funções sobre hormônios, enzimas, formação de células e transportes via membrana celular (MAHAN e ESCOTT- STUMP, 2005;). As chamadas globulinas e albuminas são responsáveis por funções metabólicas e estruturais (MUNDSTOCK, 1983), já as prolaminas e gluteninas, proteínas de armazenamento, possuem papel na germinação da semente (BEBER, 1996).
A aveia se destaca por proporcionar a redução de colesterol LDL pela fibra solúvel e ao bom funcionamento intestinal pela fibra insolúvel, aliado ao elevado conteúdo de proteínas em comparação aos demais cereais (PETERSON, 2004; BUTT et al., 2008;
HAWERROTH et al., 2014; SCREMIN et al., 2017).
Dentre os carboidratos, o amido representa 44 a 61% da composição do grão de aveia, sendo responsável por fornecer energia ao mesmo. Localiza-se em maior quantidade no endosperma, e é formado por moléculas de amilose e amilopectina (REVISTA... 2012). Em relação às fibras, as mesmas se dividem em solúveis e não solúveis. As fibras insolúveis, devido à retenção o de água, contribuem no aumento do volume fecal reduzindo o tempo de trânsito intestinal, também diminui a absorção de glicose e retarda a hidrólise do amido(CATALANI et al., 2003).
As fibras solúveis são de extrema importância, compostas por pectinas, β-glucanas, mucilagens e hemicelulose, as quais não são degradadas por enzimas, sendo absorvidas pelo organismo (MOURÃO et al., 2005). Dentre estas, destaca-se as β-glucanas, presentes em alta concentração na parede celular das células dos grãos de aveia (DE SÁ, 1998), as quais atuam na redução do colesterol ruim no sangue, melhoram o funcionamento do intestino e a formação do bolo fecal (DE MORI et. al, 2012; SILVA et al., 2016). Segundo Fujita e Figueroa (2003), os grãos de aveia e cevada são os que apresentam teor mais elevado de as β-glucanas, com 9,68% no farelo e 7,03% em flocos de aveia. No entanto, por ser menos palatável, são menos frequentes os estudos com β-glucanas da cevada.
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1.4 ADUBAÇÕES NITROGENADAS
O nitrogênio é o nutriente que mais estabelece relações com o ambiente, por sua grande mobilidade no sistema solo-planta-atmosfera (CARVALHO e ZABOT, 2012). Através da atividade dos microrganismos presentes no solo ocorrem às reações que o disponibilizam, ou por meio da adubação nitrogenada esse é fornecido diretamente nas formas NH+4 e NO-3.
Ele é sem dúvida, o nutriente de maior necessidade às plantas, pois compõe o DNA, RNA, ATP, aminoácidos, proteínas, enzimas e hormônios e, portanto, tem grande efeito sobre o crescimento das mesmas. É importantíssimo em todos os processos fisiológicos, dentre eles a fotossíntese, já que é componente estrutural da clorofila. O elemento químico participa dos processos de formação das moléculas de lipídeos, carboidratos e proteínas que por sua vez fornecem às sementes a nutrição que o embrião precisa durante a germinação (ZIMMER, 2012).
Quando disponibilizado às plantas nas quantidades adequadas, esse aumenta a atividade fotossintética e o crescimento, culminando em folhas verde-escuras e em maior capacidade de produção de fotoassimilados, influenciando no afilhamento, número de panículas, número e tamanho de grãos, representando maiores produtividades (FIDELIS et al., 2011a). Já a sua deficiência acarreta em folhas com coloração amarelada, redução na emissão de afilhos, folhas, gemas vegetativas, flores, número e tamanho de grãos, e também baixas taxas de crescimento (BISCARO et al., 2011).
A grande reserva de nitrogênio é a matéria orgânica do solo, representando cerca de 95% de seu total, no entanto, esse só pode ser absorvido pelas plantas após mineralizado (NH4+) e em seguida nitrificado (NO3-) (CANTARELLA e MONTEZANO, 2010a). O processo de mineralização da matéria orgânica é geralmente demorado e depende de fatores como temperatura, atividade microbiológica, pH e umidade, e portanto o solo nem sempre consegue disponibilizar os nutrientes necessários, nas épocas de maior necessidade às culturas anuais. Por isso, faz-se o uso da adubação química visando fornecer o nitrogênio para auxiliar no crescimento e desenvolvimento das plantas, para obtenção de acréscimo na produtividade.
Um dos principais fatores da baixa produtividade é o manejo incorreto do adubo nitrogenado, cuja eficiência pela planta pode ser influenciada pelo tipo de fertilizante, sistema de cultivo, formas de manejo e condições edafoclimáticas (AMADO et al., 2002; SILVA et al., 2006ª; VELOSO et al., 2009). Elevadas doses de nitrogênio utilizados na cultura podem aumentar a produção, como também podem resultar negativamente como
folhas, normalmente apresentando coloração marrom (BISSANI, 2008) e retardar o crescimento da planta (MOTA, 2008).
Em um estudo realizado com milho, Moda et al., (2014), relataram que houve aumento no teor total de nitrogênio da folha atingindo 24,3 g kg-1 com a dose de 180 kg ha-1 de N, refletindo em ganhos na produtividade de grãos. Em trigo, a disponibilidade de N aumentou o índice de área foliar, teor de nitrogênio nas folhas, massa seca e altura de plantas, o que repercutiu em aumento na produtividade de grãos (MELERO et al., 2013). Na canola, a adubação nitrogenada contribuiu para a produção de massa seca da parte aérea, área foliar, número e massa seca de síliquas por planta, além dos teores de óleo, proteína e incremento na massa dos grãos (SANCHES et al., 2014).
Em feijoeiro, o uso de adubação nitrogenada em cobertura, em doses crescentes aumentou o teor de nitrogênio nas folhas e grãos, representando ganhos na produtividade de grãos de 16 kg ha-1 para cada kg de nitrogênio aplicado (SANT’ANA et al., 2011). Na cultura do arroz irrigado a aplicação de nitrogênio em cobertura, influenciou a altura das plantas, teor de nitrogênio na folha e massa de grãos (MATTJE et al., 2013). No painço as doses de nitrogênio aplicadas em cobertura influenciaram o rendimento e o teor de proteína nos grãos (ABRANTES et al., 2011a). Em milho safrinha demonstrou-se que doses crescentes de nitrogênio em cobertura incrementaram o diâmetro do colmo, número e massa de grãos por espiga (TORRES et al., 2014).
1.5 PRECEDENTE CULTURAL
A sucessão cultural consiste em suceder espécies vegetais, no passar do tempo, na mesma área agrícola. As espécies escolhidas devem ter propósitos comerciais e de manutenção ou recuperação principalmente de solo, sendo estas características químicas e físicas. Na região noroeste do estado do Rio Grande do Sul, para culturas de inverno normalmente utiliza-se dois tipos de precedente cultural: milho e soja (ANTONOW, 2010), porém hoje há também estudos com restevas de nabo, sendo este sido muito utilizado em cobertura do solo no sul do Brasil, em virtude de seu baixo custo, velocidade de crescimento e ciclo curto. Uma das principais características é a elevada capacidade de ciclagem de N, absorvendo nutrientes do solo e quando se decompõem contribui significativamente para maior disponibilidade destes nutrientes no solo (AMADO, 2002).
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Os restos vegetais deixados pelas culturas visam melhorar as propriedades do solo em médio e longo prazo, controlar erosões hídrica e eólica e preservar o meio ambiente mediante uso racional dos recursos naturais (ZIECH, 2015), além de beneficiar o controle de invasoras, pragas e doenças, e principalmente reduzir a aplicação de fertilizantes. Winck (2014) destaca que a matéria orgânica é a principal fornecedora de nitrogênio para as culturas. A decomposição de palha sobre o solo é regulada principalmente pela relação C/N do material vegetal. Com isso, a relação C/N é inerente à espécie e reflete a velocidade de decomposição do material vegetal.
Quanto a essa característica, as espécies de cobertura de solo podem ser agrupadas em duas classes: uma de decomposição rápida, a soja apresenta relação C/N 30:1, já o nabo apresenta relação C/N 15:1 (leguminosas, crucíferas respectivamente) e a outra de decomposição lenta como é o caso do milho que apresenta relação C/N 112:1 (gramíneas), sendo bem aceito um valor de relação C/N próximo a 25 para o equilíbrio entre os processos de imobilização e mineralização (VIOLA, 2011).
Quanto mais rápida for sua decomposição, maior será a velocidade de liberação dos nutrientes, diminuindo, entretanto, a proteção do solo. Por outro lado, quanto mais altos forem os conteúdos de lignina e a relação C/N nos resíduos, mais lenta será sua decomposição (AOSTA, 2013). Segundo Martins et al. (2016) a prática de rotação de culturas, substituindo a sucessão soja-trigo, pode ser importante no controle de pragas, doenças e ervas daninhas, assim também como forma de manejo da fertilidade do solo pela capacidade de reciclar os nutrientes minerais da camada arável e os que tenham percolado para horizontes abaixo dela.
O presente trabalho foi desenvolvido na área experimental do IRDeR (Instituto Regional de Desenvolvimento Rural) pertencente ao DEAg (Departamento de Estudos Agrário) da UNIJUÍ (Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul), localizado no município de Augusto Pestana. Sua posição geográfica é de a 28° 26’ 30’’ de latitude S e 54° 00’ 58’’ de longitude W e a uma altitude próxima de 300 metros acima do nível do mar.
O solo da unidade experimental é classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico, caracterizado por um perfil de coloração vermelha escura, profundo, com altos teores de argila e bem drenado, com predominância de argilominerais 1:1 e óxi-hidróxidos de alumínio e ferro.
Conforme a classificação climática de Köeppen, o clima da região se enquadra na descrição de Cfa (subtropical úmido), com ocorrência de verões quentes, sem episódios de estiagens prolongadas e invernos frios e úmidos, com ocorrência regular de geadas. Em relação ao volume de chuvas, a estação meteorológica do IRDeR indica normalmente volumes próximos a 1600 mm anuais, com os maiores índices no inverno.
A área na qual o experimento foi instalado tem como característica marcante a ocorrência de um sistema de semeadura direta consolidado, ou seja, com dez anos de implantação. No período do verão, a área é ocupada com soja e milho, refletindo os principais precedentes culturais utilizados na agricultura da região. No presente estudo, o experimento foi implantado sobre três sistemas precedentes, soja, milho e nabo.
2.2 CARACTERIZAÇÃO DO EXPERIMENTO
O estudo foi desenvolvido na safra agrícola 2017 num experimento em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um arranjo unifatorial onde o fator de tratamento foi representado pelas diferentes doses de nitrogênio em três sistemas de sucessão, milho, soja e nabo. A cultivar utilizada é a URS Taura, a qual possui ciclo precoce e porte baixo. Para o estabelecimento do experimento foram utilizadas parcelas com cinco linhas espaçadas 0,20 metros entre si, com cinco metros de comprimento, resultando em cinco metros quadrados por parcela.
2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAL
A implantação do experimento seguiu a época recomendada para semeadura, bem como a densidade populacional indicada para a cultura de acordo com a Comissão
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Brasileira de Pesquisa em Aveia (CBPA, 2016). A semeadura se deu de forma mecanizada. Para adubação de base se levou em consideração as indicações técnicas da cultura que são a expectativa de rendimento, o teor de matéria orgânica de solo e o precedente cultural.
O controle de pragas e moléstias foi realizado de acordo com o nível de dano à espécie, através de pulverizações de fungicidas e inseticidas. Para o controle de plantas invasoras se utilizou de capina manual, mecânica através de roçadeira e/ou aplicação de herbicida de acordo com a necessidade.
2.4 VARIÁVEIS ANALISADAS
As variáveis foram analisadas tanto a campo como em laboratório, através dos seguintes caracteres que compõem o rendimento da cultura:
2.4.1 Indicadores de Produção
RG (kg ha-1) – Rendimento de Grãos - foi estimado a partir da colheita das três linhas centrais de cada parcela, após trilhadas individualmente.
2.4.2 Indicadores da Qualidade Industrial
MMG (g) – Massa de Mil Grãos: estimada através da massa de 250 grãos multiplicada por quatro, para compor o peso de 1000 grãos em gramas (g). Estes foram retirados aleatoriamente da massa total da parcela, e então contados e pesados com balança de precisão.
MH (kg hl-1) – Massa do Hectolitro: para estimativa do peso hectolitro foi utilizada a massa de grãos proveniente da colheita de cada parcela.
Nº de Grãos > 2 mm (n) – Número de Grãos Maiores que 2 mm: o número de grãos maiores de dois milímetros foi mensurada com o auxílio de peneira com malha de dois milímetros. Nesta peneira foram peneirados cem grãos, aqueles que permaneceram acima da peneira corresponderam aos grãos maiores que dois milímetros
MG> 2mm (g) – Massa de Grãos Maiores que 2 milímetros: após a separação dos grãos maiores que 2 milímetros, estes foram pesados em balança de precisão.
MC> 2mm (g) – Massa de Cariopse Maior que 2mm: é a massa de 50 grãos que foram obtidos através do descasque manual dos 50 grãos maiores que 2milímetros e pesados em balança de precisão.
ID (g kg-1) – Índice de Descasque: determinada a partir da obtenção da massa de 50 grãos inteiros maiores que 2mm e da massa de 50 grãos descascados (caropse)
RI (kg ha-1) - Rendimento de Grãos Industrial: é o produto do rendimento de grãos total com o número de grãos maiores que 2 mm divididos por 100 e multiplicado pelo índice de descasque (RGI= RG*(NG>2mm/100)*ID).
2.4.3 Indicadores da Qualidade Química
As análises químicas foram realizadas com o aparelho espectrômetro de reflectância no infravermelho proximal (NIRS), marca Perten, modelo Diode Array DA7200, no Laboratório de Bromatologia da UNIJUÍ. Este é um equipamento de alta precisão que efetua análises de alimentos por meio da emissão de radiação eletromagnética, sendo utilizado para caracterizar substâncias orgânicas como amido, proteína, fibras, cinzas, energia e se baseia na aplicação da matemática à química analítica (quimiometria).
Para as avaliações foram utilizadas amostras de grãos não descascados, provenientes de cada parcela. As análises efetuadas estão descritas a seguir:
Amido (AM, g kg-1) - fração de grânulos de amido que compõem os grãos; Proteína Bruta (PB, g kg-1) - estima o total de nitrogênio das amostras;
Fibra Total (FT, g kg-1) - consiste nas frações de celulose, lignina e hemicelulose dos grãos;
2.5 ELEMENTOS METEOROLÓGICOS
Os dados meteorológicos foram obtidos através da Estação Meteorológica Automática do IRDER, instalada a 500 metros do experimento para a obtenção dos seguintes dados:
TM – Temperatura média do ar. TA- Temperatura absoulta (min e máx) TMin – Temperatura mínima.
TMáx – Temperatura máxima. PP – Precipitação pluviométrica.
Através dos mesmos torna-se possível o entendimento da resposta da cultura perante os estímulos ambientais onde essa é cultivada.
2.6 ANÁLISES ESTATÍSTICA
Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) para detecção da presença ou ausência de interação entre os fatores sobre a expressão dos indicadores de
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produção, componentes da inflorescência, qualidade industrial e química dos grãos de aveia. Em seguida, com base nestas informações foi efetuado o teste de comparação de médias pelo modelo de SCOTT E KNOTT (1974) em nível de 5% de probabilidade de erro. Ainda, foram realizadas equações para ajuste do grau de polinômio e definição da equação visando estabelecer em cada sistema de cultivo, a dose de nitrogênio mais adequada, estimando em cada condição a máxima eficiência técnica de produção de grãos e qualidade química. Desta forma, a partir do modelo estrutural y=a±bx±cx2, foi estimado a partir da equação y= - b1/2c a máxima eficiência técnica (MET).
Na Tabela 1, por meio das informações da temperatura, precipitação e produtividade de grãos, foi observado que os valores de temperatura mínima, máxima e média foram elevadas e de forte instabilidade na fase vegetativa (junho a agosto). Os valores mais expressivos de precipitação pluviométrica na fase de enchimento de grãos (julho a agosto) também foram observados (Figura 1). Portanto, condições mais propícias para o desenvolvimento de doenças pelas condições de temperatura e umidade. Por outro lado, na fase vegetativa, as condições de umidade do solo eram reduzidas no momento de aplicação do nitrogênio (Figura 1), o que diminui a eficiência de absorção do nutriente e aumenta as perdas por volatilização, principalmente pelas condições de temperatura mais elevadas observadas no periodo.
Em relação ao volume de precipitações, o excesso pode causar o encharcamento do solo, prejudicando a aeração das raízes, além do aumento de incidência de moléstias o que contribui para redução da produção e qualidade dos grãos (CASTRO et al., 2012).
Segundo a recomendação de adubação de aveia para os estados do Rio grande do Sul e Santa Catarina, para expectativa de produtividade em teor de matéria orgânica entre 2,6 à 5 %, em sistemas com cultura precedente leguminosas para expectativa de 3 ton ha -1 deve-se aplicar 50 kg N ha-1, já para precedentes gramíneas, para mesma expectativa (3 ton ha-1) deve-se aplicar 70 kg N ha-1, sendo que a dose mais baixa fora a testemunha neste experimento foi a dose de 60 kg N ha-1, podendo assim caracterizar este ano como desfavorável ao cultivo da aveia branca principalmente pela média de produtividade de grãos não atingir se quer 2 ton há-1.
Tabela 1. Temperatura média, temperatura máxima, mínima e precipitação nos meses de cultivo e media final de produtividade de grãos de aveia.
PGx: Produtividade de grãos média. Dados obtidos da estação meteorológica no Instituto Regional de
Desenvolvimento Rural/IRDeR/UNIJUÍ, 2018.
Min Máx Média Min Máx Ocorrida
Junho 10.82 21.8 16.23 2.4 27.98 146.3 Julho 8.3 24.42 16.38 -4.18 30.14 10.75 Agosto 11.4 23.7 17.59 0.26 30.98 117.8 Setembro 15.36 27.07 21.22 12.58 33.78 161.5 Outubro 14.1 26.8 20.46 5.1 34.32 304 Total - - - 740.35 (kg ha-1) 759.7
Mês Temperatura Média (°C) Temperatura Absoluta (°C) Precipitação (mm) Média 25 anos 1862 162.5 135.1 138.2 167.4 156.5
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Figura 1. Temperatura máxima diária e precipitação nos meses de cultivo da aveia branca – Augusto Pestana (RS).
No resumo da análise de variância dos caracteres de produtividade de grãos, indústria e qualidade química (Tabela 2), se observa que a dose de nitrogênio influenciou significativamente as variáveis produtividade de grãos, massa do hectolitro, produtividade industrial, amido, proteína bruta e fibra bruta, independente do sistema de produção, já para a variável número de grãos maiores que dois milímetros a dose de nitrogênio foi significativa somente no sistema milho/aveia e nabo/aveia, a variável fibra bruta quando analisada demonstrou significância no sistema soja/aveia e milho/aveia, além disto, a variável índice de descasque se manteve constante independente da dose e sistema utilizado.
Segundo Wagner et al. (2009), a produtividade de grãos da cultura da aveia branca assim como a produtividade industrial são sensivelmente incrementados mediante uma maior disponibilidade de nitrogênio. O aumento da massa de grãos esta normalmente associado a uma disponibilidade maior de nitrogênio durante a fase de floração e o início de enchimento de grãos. Por outro lado, grãos com maior massa não garantem necessariamente maior produtividade por área à cultura do trigo (MARTINS et al., 2014). No entanto, alguns estudos relatam que é a quantidade de reservas que determinará o percentual de cariopse, fator de grande importância para a indústria, e que está relacionado diretamente com rendimento industrial (MATTIONI, et al., 2010).
Num estudo com soja, foi testada a influência da adubação nitrogenada na cultura antecessora (triticale) e o acúmulo de óleo nos grãos da soja, ficando evidente que com a
Tabela 2. Resumo da análise de variância nos caracteres ligados a produtividade de grãos, de indústria e qualidade química na alteração das doses de nitrogênio na cultura da aveia
Fonte de Variação GL Quadrado Médio PG MH NG>2 mm ID PI AM PB FB (kg ha-1) (kg hl-1) (n) (g g-1) (kg ha-1) (g kg-1) (g kg-1) (g kg-1) Sistema Soja/Aveia Bloco 7 82359 9 54 0.0009 39325 3 25 39 Dose (D) 3 656600* 7* 25 0.0015 153689* 746* 866* 134* Erro 21 27043 2 16 0.0010 6672 15 7 3 Total 31 Média Geral 2280 42 65 0.71 1042 436 107 138 CV (%) 7.21 3.40 6.22 4.35 7.84 0.88 2.46 1.19 Sistema Milho/Aveia Bloco 143664 8 168 0.0057 109606 3 42 9 Dose (D) 1695967* 5* 156* 0.0051 424097* 633* 1232* 258* Erro 28021 1 36 0.0029 6588 8 4 2 Total Média Geral 1426 41 63 0.69 636 437 108 138 CV (%) 11.73 2.53 9.6 7.8 12.76 0.64 1.87 0.89 Sistema Nabo/Aveia Bloco 41391 7 39 0.0078 68675 2 42 66 Dose (D) 367309* 10* 175* 0.00067 163857* 909* 1727* 471 Erro 45819 2 34 0.0018 14343 8 5 3 Total Média Geral 1879 41 67 0.7 890 438 112 135 CV (%) 11.39 3.84 8.68 6.1 13.46 0.65 1.97 1.34
*Significativo a 5% de probabilidade pelo teste. GL= grau de liberdade; CV= Coeficiente de variação; PG= produtividade de grãos; MH= massa hectolitro; NG>2mm= número de grãos maiores que dois milímetros; ID= índice de descasque; PI= produtividade industrial; AM= Amido; PB= Proteína bruta; FB= Fibra bruta
Na Tabela 3, do teste de comparação de médias dos caracteres de produtividade de grãos, indústria e qualidade química, no sistema soja/aveia em relação as variáveis de produtividade de grãos e qualidade industrial as doses de 60, 120 e 180 kg ha-1 não diferiram significativamente entre si. Já no sistema milho/aveia, a dose que apresentou os melhores resultados de produtividade de grãos e qualidade industrial foram as doses de 120 e 180 kg ha-1, e no sistema nabo/aveia as doses de 60 e 120 kg ha-1 demonstraram melhores médias comparadas as demais para caracteres ligados a produtividade e qualidade industrial. Quando analisado os caracteres de qualidade química a variável amido e proteína bruta responderam positivamente ao incremento do nitrogênio,
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entretanto, a fibra bruta diminuía conforme aumentava a dose do insumo, independente do sistema de produção estudado.
Embora haja na literatura, segundo Crestani et al., (2012), evidências de que há maior contribuição genética sobre os componentes químicos dos grãos, esse estudo demonstra que a influência das diferentes nas doses de N, foi determinante em alterar os mesmos. Um estudo com arroz visando estimar os efeitos da adubação nitrogenada nas características físico-químicas dos grãos demonstrou que o incremento da adubação nitrogenada aumentou o teor de proteína bruta no grão, mostrando que a mesma promove a translocação do nutriente para os grãos na forma de proteína (MINGOTTE et al., 2012).
Para o trigo, um estudo também avaliando os efeitos da adubação nitrogenada e a qualidade química dos grãos, ficou evidenciado que o teor de proteína bruta dos grãos também aumentou com o incremento da adubação nitrogenada (SOUZA et al., 2014). Oliveira et al., (2013), ao analisarem a cultura do milho, num experimento objetivando avaliar a composição química de grãos frente a aplicação de N, constataram que os teores de proteína e de cinzas dos grãos de milho não foram influenciados pelos níveis de adubação mineral. No painço a aplicação de N em cobertura aumentou a produtividade de grãos e os teores de proteína bruta nos grãos, quando se avaliou diferentes doses de nitrogênio sobre esses caracteres (ABRANTES et al., 2011a).
Tabela 3. Teste de comparação de médias nos caracteres ligados a produtividade de grãos, de indústria e qualidade química na alteração das doses de nitrogênio na cultura da aveia
Doses de N PG MH NG>2 mm ID PI AM PB FB (kg ha-1) (kg ha-1) (kg hl-1) (n) (g g-1) (kg ha-1) (g kg-1) (g kg-1) (g kg-1) Sistema soja/aveia 0 1854 b 42 a 65 a 0.7 a 844 b 425 d 94 d 143 a 60 2452 a 43 a 67 a 0.7 a 1156 a 433 c 103 c 139 b 120 2446 a 41 b 63 a 0.7 a 1116 a 441 b 113 b 137 b 180 2366 a 41 b 64 a 0.7 a 1049 a 447 a 118 a 133 c Sistema milho/aveia 0 794 c 40 b 58 b 0.675 a 316 c 426 d 94 d 145 a 60 1376 b 41 a 66 a 0.676 a 624 b 435 c 103 c 139 b 120 1777 a 41 a 67 a 0.685 a 826 a 440 b 112 b 135 c 180 1759 a 41 a 60 b 0.728 a 778 a 447 a 123 a 132 d Sistema nabo/aveia 0 1600 c 41 a 67 a 0.71 a 756.5 b 424 d 91 d 145 a 60 2064 a 42 a 72 a 0.69 a 1028 a 435 c 113 c 137 b 120 2029 a 41 a 68 a 0.71 a 998 a 443 b 120 b 132 c 180 1824 b 39 b 61 b 0.7 a 776 b 449 a 123 a 127 d
Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas na coluna não diferem estatisticamente entre si em 5% de probabilidade do erro; PG= produtividade de grãos; MH= massa hectolitro; NG>2mm= número de grãos maiores que dois milímetros; ID= índice de descasque; PI= produtividade industrial; AM= Amido; PB= Proteína bruta; FB= Fibra bruta
variáveis produtividades de grão e industrial mostraram comportamento quadrático, sendo possível estimar um ponto ótimo para a máxima eficiência técnica. Os sistemas de alta liberação do N-residual como é o caso da soja e do nabo, necessitam de menor aporte de nitrogênio para a produtividade de grãos, sendo 110 kg ha-1 e 94 kg ha-1 respectivamente, já em sistema de baixa liberação do N-residual como o milho, necessita de um maior incremento de insumo, tendo seu ponto ótimo para máxima eficiência técnica em 161 kg ha-1. As variáveis de qualidade química se comportaram linearmente sendo que a proteína bruta e o amido se demonstraram lineares positivas, ou seja, com o incremento da dose de nitrogênio aumentava a quantidade de proteína e amido, já a fibra se mostrou linear negativa, com o incremento da dose de insumo diminuía a quantidade de fibra no grão, principalmente por que irá aumentar outros componentes orgânicos do grão.
Como observado na tabela 4, o tipo de palhada no solo pode afetar a eficiência de uso da adubação nitrogenada à cultura em sucessão. As leguminosas ofertam altas quantidades de nitrogênio aos sistemas, porque a decomposição dos resíduos é mais rápida que a das gramíneas, fornecendo em pouco tempo os nutrientes necessários às plantas, logo há uma baixa relação C/N. As gramíneas, como o milho, possui elevada relação C/N, necessitando mobilizar maior quantidade de nitrogênio para a sua decomposição para liberar um total de nutrientes igual ou superior às leguminosas devido à grande quantidade de fitomassa produzida (CRUSCIOL e SORATTO, 2010). Portanto, a relação C/N controla se o solo disponibiliza o nitrogênio às plantas, então, em casos de cultivos sobre resíduos de alta relação C/N a adubação nitrogenada poderá fornecer nitrogênio, suprindo a necessidade de N no solo (SÁ et al., 2010). Pesquisas que foram realizadas com milho em sucessão com aveia preta, associaram a relação C/N e as doses de nitrogênio aplicadas no ciclo e constataram que assim foram obtidas produtividades superiores para esses casos do que quando isolados (NASCIMENTO, et al., 2012). Olveira, et al., (2013), estudaram a cultura do milho, sob palhada de feijão, milheto e Bracchiaria brizantha e indicaram que este se desenvolveu melhor sobre o resíduo de feijão, que tem uma velocidade de decomposição mais rápida, disponibilizando assim os nutrientes, exigindo menor adubação nitrogenada. Corroboraram também em estudos com feijão, utilizando diferentes precedentes culturais (milho, milho+ Urochloa ruziziensis e Urochloa ruziziensis) que, a máxima produção de grãos obtida no melhor
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tratamento só foi atingida no precedente milho com dose de 120 kg ha-1. Já para o feijão cultivado sobre palha de milho e soja pode-se observar que, o rendimento de grãos no ensaio pós-milho não respondeu à adubação nitrogenada para as características avaliadas, mas foi maior que em pós-soja, possivelmente pela decomposição da palha do milho ter disponibilizado o nitrogênio necessário na fase de enchimento de grãos (TEIXEIRA et al., 2011).
Tabela 4. Equação de regressão para ajuste da dose de nitrogênio estimados nos caracteres ligados a produtividade de grãos, de indústria e qualidade química na alteração das doses de nitrogênio na cultura da aveia
Variável
(Y) Equação Y=a±bx±cx
2 R2 P (b ix) MET (Kg ha-1) Y MET Sistema soja/aveia PG 1880+11.02x-0.05x2 90 * 110 2487 PI 860+5.68x-0.04x2 86 * 71 1062 PB 94.9+0.13x 97 * FB 142.5-0.052x 96 * AM 425.2+0.12x 99 * Sistema milho/aveia PG 781+12.9x-0.04x2 98 * 161 1821 PI 308+7.1x-0.03x2 97 * 89 702 PB 93.6+0.16x 99 * FB 144.1-0.07x 96 * AM 426.7+0.11x 98 * Sistema nabo/aveia PG 1615+9.43x-0.05x2 88 * 94 2058 PI 761+6.21x-0.03x2 97 * 104 1082 PB 95.7+0.17x 79 * FB 143.8-0.1x 98 * AM 425.6+0.14x 97 *
R2= coeficiente de determinação; P= parâmetro que mede a inclinação da reta pela probabilidade de T a
5% de erro; MET (kg ha-1) = máxima eficiência técnica em quilogramas por hectare; PG= produtividade de
CONCLUSÃO
As respostas sobre resíduo da soja, milho e nabo apresentaram tendência quadrática para o rendimento de grãos e rendimento industrial, onde os pontos de máxima eficiência técnica foram evidenciados nas doses de 110 e 71 kg de N ha-1 respectivamente sobre resíduo de soja. Sobre o resíduo de milho apresentaram a máxima eficiência técnica de produção em 161 e 89 kg de N ha-1, respectivamente e sobre o resíduo de nabo, a máxima eficiência técnica foi obtida no ponto de 94 e 104 kg de N ha-1.
Além disto, os caracteres amido e proteína bruta apresentaram tendência linear positiva com o incremento das doses de N-fertilizante e fibra bruta demonstrou comportamento contrário, observados através das equações de regressão, para ambos os sistemas avaliados.
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