FACULDADE DE AGRONOMIAE ZOOTECNIA
Programa de Pós - Graduação em Agricultura Tropical
BIOESTIMULANTES NO DESEMPENHO AGRONÔMICO DA CULTURA
DO MILHO
JOSILAINE GONÇALVES DA SILVA
CUIABÁ - MT
FACULDADE DE AGRONOMIAE ZOOTECNIA
Programa de Pós - Graduação em Agricultura Tropical
BIOESTIMULANTES NO DESEMPENHO AGRONÔMICO DA CULTURA
DO MILHO
JOSILAINE GONÇALVES DA SILVA
Engenheira Agrônoma
Orientador: Prof. Dr. Milton Ferreira de Moraes
CUIABÁ - MT
2019
Tese apresentada à Faculdade de Agronomia e Zootecnia da Universidade Federal de Mato Grosso, para obtenção do título de Doutora em Agricultura Tropical.
Dados Internacionais de Catalogação na Fonte.
S586b SILVA, JOSILAINE GONÇALVES DA.
BIOESTIMULANTES NO DESEMPENHO AGRONÔMICO DA CULTURA DO MILHO / JOSILAINE GONÇALVES DA SILVA. -- 2019
92 f. ; 30 cm.
Orientador: MILTON FERREIRA DE MORAES.
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical, Cuiabá, 2019.
Inclui bibliografia.
1. Biorreguladores vegetais. 2. extrato de algas. 3. micronutrientes. 4. rizobactérias. 5. substâncias húmicas. I. Título.
Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
recursos naturais para as gerações futuras representa um dos maiores desafios para a ciência agrícola. Dentre as novas tecnologias para aumento da produtividade tem se os bioestimulantes, produtos amplamente utilizados na agricultura. No Brasil esses reguladores vegetais, com diferentes concentrações de nutrientes, são comumente registrados como fertilizantes organominerais para aplicação foliar, pois ainda não existe na legislação vigente a classificação para tais produtos. Assim, de maneira genérica, os bioestimulantes podem ser definidos como associações de substâncias promotoras de crescimento vegetal de natureza bioquímica diversa e, portanto, existe a necessidade de estudá-los quanto aos possíveis benefícios agronômicos para garantir a viabilidade do uso nas mais diversas culturas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência agronômica de bioestimulantes aplicados em tratamento de sementes e/ou via foliar na cultura do milho. Foram realizados quatro experimentos em área experimental da ProTec-Consultoria Agropecuária e Experimentação Agrícola (Fazenda Grimm), no município de São Gabriel do Oeste-MS, entre os anos agrícolas de 2016 e 2018. Em cada ano agrícola o delineamento experimental foi em blocos casualizados, com 13 tratamentos (bioestimulantes) e quatro repetições. As variáveis analisadas foram: massa seca da parte aérea, raiz e total, condutância estomática, eficiência fotoquímica do fotossistema II, teor de nutriente nas folhas, comprimento de espiga, massa de mil grãos, número de grãos por fileira, número de fileira de grãos e produtividade. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos comparadas pelo teste Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. Foram formulados contrastes ortogonais para comparação da produtividade entre as classes de bioestimulantes. Aplicações combinadas ou isoladas de bioestimulantes, no tratamento de sementes e/ou aplicação foliar em estádio vegetativo, promoveram incrementos positivos na produtividade em todos os anos agrícolas, quando comparado ao tratamento controle (sem uso de bioestimulantes).Em uma avaliação global (observando os quatro experimentos), a aplicação de bioestimulante é mais eficiente quando utilizada no tratamento de sementes e em aplicação foliar no estádio vegetativo, quando comparada a aplicação somente no tratamento de sementes; e os bioestimulantes derivados de extrato de algas (Ascophyllum nodosum) contendo micronutrientes, quando aplicados em tratamento de sementes em conjunto com a aplicação foliar, proporcionam melhores ganhos produtivos. As respostas aos bioestimulantes são mais perceptíveis quando as plantas são cultivadas em ambiente desfavorável ao desenvolvimento, como no caso destes experimentos, nos quais ocorreu limitação hídrica em três casos. Sendo assim, são necessários mais estudos para melhor entendimento dos mecanismos de ação dos bioestimulantes, bem como melhor compreensão do termo bioestimulante, além da determinação da classe, dose e época de aplicação ideal para cada cultura agrícola.
Palavras chave: biorreguladores vegetais, extratos de algas, micronutrientes, rizobactérias,
resources for future generations represents one of the greatest challenges for agricultural science. Among the new technologies for increasing productivity include biostimulants, products widely used in agriculture. In Brazil, these plant growth regulators, with different nutrient concentrations, are commonly registered as organomineral fertilizers for foliar application, since there is no classification for such products in the current legislation. Thus, in a generic way, the biostimulants can be defined as combination of substances that promote plant growth from diverse biochemical nature and, therefore, there is a need to study them in relation to the possible agronomic benefits to guarantee the viability of use in the most diverse crops. The objective of this study was evaluate the agronomic efficiency of biostimulants applied to seed treatment and/or foliar spray in corn crop. Four experiments were carried out in the experimental area of ProTec-Consultancy and Agricultural Experimentation (Grimm Farm) in the municipality of Sao Gabriel do Oeste, MS, Brazil, in the agricultural years from 2016 to 2018. In each agricultural year the experimental design was in randomized blocks, with 13 treatments (biostimulants) and four repetitions. The variables analyzed were: shoot, root and total dry mass, stomatal conductance, photochemical efficiency of photosystem II, nutrient concentration in leaves, ear length, mass of a thousand grains, number of grains per row, number of row of grains and productivity. The obtained data were submitted to analysis of variance and the treatments means were compared by the Scott-Knott test at 5% probability level. Orthogonal contrasts were formulated to compare productivity among the classes of biostimulants. Combined or isolated applications of biostimulants, in seed treatment and/or foliar application in the vegetative stage, promoted positive increases in productivity in all agricultural years, when compared to the control treatment (without use of biostimulants). In a global view (considering the four experiments), the application of biostimulants is more efficient when used in the seed treatment plus foliar application in vegetative stage, when compared to the application only in the seed treatment; and the biostimulants derived from seaweed extract (Ascophyllum nodosum) plus micronutrients, when applied in seed treatment combined with foliar application, have provide better productive gains. The responses to the biostimulants are most perceptible when plants are grown in environment unfavorable to development, as in the case of these experiments, that occurred water limitation in three cases. Therefore, further studies are necessary to better understand the mechanisms of action of the biostimulants, as well as a better understanding the term biostimulant, in addition to determining the ideal class, dose and time of application for each agricultural crop.
Keywords: plant bioregulators, seaweed extracts, micronutrients, rhizobacteria, humic substances.
antes da semeadura dos experimentos São Gabriel do Oeste-MS/2019... 25 2. Descrição dos tratamentos e suas combinações, utilizados como tratamentos, através da aplicação via sementes e/ou via foliar, na cultura do milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 26 3. Caracterização dos teores de nutrientes dos bioestimulantes utilizados como tratamentos na cultura do milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 27 4. Datas de semeadura e colheita e adubação de semeadura e em cobertura realizadas nas parcelas experimentais de híbridos de milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 28 5. Massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total (MST) em plantas de milho no estádio V6, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019...33 6. Condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) em plantas de milho, no estádio R1, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 1- 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019...35 7. Concentração foliar de macro e micronutrientes em plantas de milho, no estádio R1, submetidas à tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019.………...………….…………...36 8. Produtividade (PROD), comprimento da espiga (CE), número de fileiras de grãos (NFG), número de grãos por fileira (NGF), massa de grãos por espiga (MGE) e massa de mil grãos (MMG) de híbridos de milho colhidos na safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 38 9. Estimativas dos contrastes ortogonais para produtividade para híbridos de milhos submetidos ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019...39 10. Matriz de correlação de Pearson entre os parâmetros estudados em híbrido de milho, agrupando-se os tratamentos com bioestimulantes. Safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste/2019...42 11. Massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total (MST) em plantas de milho no estádio V6, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017. São Gabriel do Oeste-MS/2019...45 12. Condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) em plantas de milho submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 47 13. Concentração foliar de macro e micronutrientes em plantas de milho submetidas ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017. São Gabriel do Oeste-MS/2019...……….……...………...48
Gabriel do Oeste-MS/2019...50 15. Estimativas dos contrastes ortogonais para produtividade para hibrido de milho submetido ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017. São Gabriel do Oeste-MS/2019...51 16. Matriz de correlação de Pearson entre os parâmetros estudados em hibrido de milho, agrupando-se os tratamentos com bioestimulantes utilizados na safra do Ano 2 - 2017. São Gabriel do Oeste-MS/2019...53 17. Massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total (MST) de plantas de milho no estádio V6, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra no Ano 2 - 2017/2. São Gabriel do Oeste-MS/2019...56 18. Condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) em plantas de milho, no estádio R1, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017 (safra verão). São Gabriel do Oeste-MS/2019... 57 19. Concentração foliar de macro e micronutrientes em plantas de milho submetidas ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017/2 (safra verão). São Gabriel do Oeste-MS/2019... 59 20. Produtividade (PROD), comprimento da espiga (CE), número de fileiras (NFG), número de grãos por fileira (NGF), massa de grãos por espiga (MGE) e massa de mil grãos (MMG) de híbridos de milho submetidos a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017/2 (safra verão). São Gabriel do Oeste-MS/2019...60 21. Estimativas dos contrastes ortogonais para produtividade de híbridos de milho submetidos ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017/2 (safra verão). São Gabriel do Oeste-MS/2019... 62 22. Matriz de correlação de Pearson entre os parâmetros estudados em híbridos de milho tratados com bioestimulantes na safra do Ano 2 - 2017/2 (safra verão). São Gabriel do Oeste-MS/2019... 63 23. Massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total (MST) de plantas de milho no estádio V6, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 3 - 2018. São Gabriel do Oeste-MS/2019...65 24. Condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) em plantas de milho submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 3 - 2018. São Gabriel do Oeste-MS/2019...60 25. Concentração foliar de macro e micronutrientes de plantas de milho submetidas ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 3 - 2018. São Gabriel do Oeste-MS/2019...68
Gabriel do Oeste-MS/2019...70 27. Estimativas dos contrastes ortogonais para produtividade de híbridos de milho submetidos ao tratamento com bioestimulantes na safra do Ano 3 - 2018. São Gabriel do Oeste-MS/2019... 71 28. Matriz de correlação de Pearson entre os parâmetros estudados em híbridos de milho tratados com bioestimulantes na safra do Ano 3 - 2018. São Gabriel do Oeste-MS...73
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 11
2. REVISÃO DE LITERATURA ... 13
2.1 Milho ... 13
2.3 Mecanismos de reação das plantas de milho ao estresse ambiental ... 14
2.4 Bioestimulantes na agricultura ... 16 2.5 Classes de bioestimulantes ... 18 2.5.1 Substâncias húmicas ... 18 2.5.2 Biorreguladores ... 19 2.5.3 Extrato de algas ... 20 2.5.4 Micronutrientes ... 22 2.5.5 Microrganismos bioativos ... 23 3. MATERIAL E MÉTODOS ... 25
3.1 Caracterização da área experimental ... 25
3.2 Medidas fisiológicas e avaliações do desempenho agronômico ... 29
3.3 Análise estatística ... 31
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 32
4.1 Experimento avaliado no Ano 1 - 2016 ... 32
4.2 Experimento avaliado no Ano 2 - 2017 ... 44
4. 3 Experimentos avaliados no Ano 2 - 2017/2 (safra verão) ... 54
4.4 Experimentos avaliados no Ano 3 - 2018 ... 64
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 77
1. INTRODUÇÃO
O milho (Zea mays) é uma das espécies mais antigas cultivadas em todo o mundo e no cenário mundial desempenha papel de grande importância econômica. Em 2017, o Brasil produziu 88,95 milhões de toneladas numa área de 16,14 milhões de hectares (CONAB, 2018). Para o cultivo do milho, principalmente nas médias e grandes propriedades, são empregadas tecnologias avançadas, incluindo o uso crescente de sementes melhoradas associado à aplicação, via semente, de fungicidas, herbicidas e bioestimulantes (Santos et al., 2014), com o objetivo de obter melhor estabelecimento das plantas no campo e maiores rendimentos.
Quando as plantas estão em condições de estresse, o rendimento potencial da cultura decresce de acordo com a duração e a intensidade do mesmo. O uso de bioestimulante pode ser uma alternativa para auxiliar as plantas na superação de estresses abióticos, uma vez que podem atuar no incremento hormonal e nutricional. A utilização de bioestimulantes no tratamento de sementes e/ou aplicação nos estádios iniciais de desenvolvimento da planta pode estimular o crescimento radicular, atuando na recuperação mais acelerada das plântulas após período de condições desfavoráveis, tais como situações de déficit hídrico (Lana et al., 2009).
Os bioestimulantes são associações de biorreguladores que podem apresentar duas ou mais substâncias promotoras de crescimento vegetal de natureza bioquímica diversa, como aminoácidos, nutrientes, vitaminas, substâncias húmicas, extrato de algas e inóculos microbianos (Calvo et al., 2014; Castro et al., 2017). Estes produtos não possuem classificação na Legislação Brasileira atual, fator que dificulta o registro destes dos produtos pelas empresas produtoras de estimulante vegetal no Brasil. Atualmente os bioestimulantes são registrados no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), na Legislação vigente para Agrotóxicos, na classe Regulador de Crescimento Vegetal, (Moraes, 2015).
Diante desses entraves, existe a necessidade de pareceres técnicos de universidades e instituições de pesquisa agropecuária, como a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), para que o MAPA estabeleça ajustes na legislação. A adequação na legislação e consequente registro e comercialização dos bioestimulantes poderá contribuir para a mitigação de efeitos negativos do uso contínuo e irracional de fertilizantes convencionais e agrotóxicos (Moraes, 2015). Por isso, há a necessidade de estabelecer uma legislação e/ou uma classificação para os bioestimulantes.
É importante progredir no conhecimento sobre os bioestimulantes, visto que, há necessidade de estabelecer procedimentos de aplicação e definição dos produtos de forma mais adequada para cada cultura, evitando assim recomendações generalizadas (Oliveira, 2016).
Em relação a eficiência dos bioestimulantes nas culturas, existem diferentes relatos, pois estas podem ser influenciadas de acordo com a forma, a época de aplicação, a cultura e as condições ambientais (Almeida et al., 2014; Dourado Neto et al., 2014). Pesquisas sobre avaliação de bioestimulantes têm obtido resultados diversos. A utilização de bioestimulante em batata doce não afetou a produtividade de raízes tuberosas (Rós et al., 2015), por outro lado, na cultura da soja apresentou efeito positivo na velocidade de germinação (Mortele et al., 2011). Kolling et al., (2016) estudaram o tratamento de sementes em milho com bioestimulante a base de biorreguladores e observaram que seu uso não mitigou os prejuízos ao rendimento de grãos ocasionados pela distribuição espacial irregular das plantas na linha de semeadura. Santos et al. (2013) concluíram que os bioestimulantes a base de extrato de algas e bactérias resultam em efeitos positivos na maioria das características fitotécnicas, sendo que, proporcionaram o melhor incremento da massa seca das raízes de milho.
Dessa forma, o presente trabalho objetivou avaliar a eficiência agronômica de bioestimulantes aplicados via tratamento de sementes e/ou via foliar na cultura do milho em condições em campo.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Milho
O milho (Zea mays L.) é um cereal muito cultivado no Brasil e apresenta grande importância dentro do cenário agrícola mundial. Originário das Américas, tornou-se uma cultura cosmopolita, sendo encontrada em várias partes do globo em altitudes variando desde o nível do mar até altitudes de três mil metros (Fancelli e Dourado Neto, 2000).
Esse cereal tem nos grãos elevado potencial produtivo e tem alto valor nutricional, possuindo, em média, 72% de amido, 9,5% de proteínas, 9% de fibra e 4% de óleo. Cerca de 15% de toda produção mundial de milho é utilizada no setor alimentício para o consumo humano. Por outro lado, na fabricação de rações para animais são utilizados 70 a 85%, e uma parte é utilizada como matéria-prima para a indústria de alta tecnologia, como a produção de filmes e embalagens biodegradáveis (Paes, 2006).
A produção de milho no Brasil é dividida em duas safras: primeira safra (milho verão) e segunda safra (milho safrinha). A semeadura em Mato Grosso do Sul, para o milho verão, inicia-se nos meinicia-ses de outubro e inicia-se estende até novembro, enquanto que a colheita inicia-se concentra nos meses de fevereiro até junho. Para o milho safrinha, a semeadura inicia-se nos meses de janeiro até março e a colheita se concentra nos meses de maio a setembro, dessa forma, evita-se, que o período de estiagem comprometa a produção (Euzébio, 2016).
Os híbridos semeados até 20 de fevereiro apresentam menores riscos de perdas de produtividade de grãos por falta de água e elevado potencial produtivo, desde que os demais tratamentos fitotécnicos sejam realizados de acordo com a necessidade da cultura. Semeaduras “tardias”, até o dia 15 de março, são consideradas de alto risco em ambientes de produção no bioma Cerrado, pois a probabilidade de ocorrer limitação hídrica se torna elevada (Kappes, 2013).
Na safra 2017/2018, o Brasil produziu 88,95 milhões de toneladas numa área de 16,14 milhões de hectares, sendo a segunda safra responsável por 54,54 milhões toneladas numa área de 11,5 milhões de hectares (CONAB, 2018). As projeções de produção de milho no Brasil indicam que na safra 2027/2028 alcançará 113,20 milhões de toneladas (Brasil, 2018). Essa
produção será suficiente para atender o consumo do País projetado em 70 milhões de toneladas e garantir um volume razoável de estoques finais e o nível de exportações projetado.
Aliada à crescente demanda interna do produto, a competição com outras culturas e a forte perspectiva de expansão deste cereal e seus derivados para mercados externos é imprescindível pesquisas. Estas devem objetivar uma maior eficiência e competitividade da cultura do milho, na perspectiva de intensificar a produtividade e melhorar o aproveitamento dos recursos disponíveis, tendo em vista a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, que consequentemente evita prejuízos ao ambiente (Batista, 2012).
2.2 Ecofisiologia do milho
A cultura do milho apresenta ciclo vegetativo variável, contemplando genótipos com ciclos superprecoce, precoce e tardio (Fancelli e Dourado Neto, 2000). O sistema de identificação empregado divide o desenvolvimento da planta em vegetativo (V) e reprodutivo (R). Durante a fase vegetativa, cada estádio é definido de acordo com a formação visível do colar na inserção da bainha da folha com o colmo. Assim, a primeira folha de cima para baixo, com o colar visível, é considerada completamente desenvolvida e, portanto, é contada como tal. A fase reprodutiva é iniciada quando os estilos-estigmas se apresentam visíveis para fora das espigas (Magalhães e Durães, 2006). O milho, pertencente ao grupo de plantas com metabolismo fotossintético do tipo C4, se caracteriza pelo elevado potencial produtivo. Possui elevada produtividade quando a máxima área foliar coincidir com a maior disponibilidade de radiação solar, desde que não haja déficit hídrico. Essa condição permite uma maior máxima fotossíntese, contudo aumenta a necessidade hídrica da cultura, uma vez que o elevado fluxo energético incidente também eleva a evapotranspiração (Bergamashi et al., 2004).
2.3 Mecanismos de reação das plantas de milho ao estresse ambiental
O rendimento das culturas agronômicas é influenciado pelas condições ambientais, pela estrutura genética e suas interações. Em regiões tropicais tem grande importância a fertilidade e manejo do solo e condições ambientais, principalmente no que se refere a disponibilidade de água para as plantas, sendo o estresse hídrico o principal fator que limita a produção de milho (Shirinzadeh et al., 2010; Prado, 2014).
Quando as plantas são submetidas a uma condição de estresse qualquer, ocorre um aumento na produção de compostos reativos de oxigênio (superóxido, radicais de hidroxila e peróxido de hidrogênio) que danificam as células dos vegetais. Porém, ao mesmo tempo se dá a elevação dos níveis das enzimas antioxidantes, como a superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e a ascorbatoperoxidase (APX) e, consequentemente aumento na capacidade de ¨varredura¨ desses compostos reativos de oxigênio (Vasconcelos et al., 2009). Segundo Zhang e Schmidt (2000), em condição de estresse, os bioestimulantes favorecem a produção desses antioxidantes, melhorando os mecanismos de defesa das plantas. Além disso, quando a planta está sujeita a estresse hídrico, muitos de seus processos fisiológicos são afetados, tais como: abertura estomática, fotossíntese, síntese de proteínas, atividade enzimática e hormonal, dentre outros (Shirinzadeh et al., 2010).
O milho, por ser uma planta de metabolismo do tipo C4, apresenta características anatômicas e bioquímicas favoráveis no que se refere à eficiência na assimilação fotossintética do carbono. Em condições ótimas, a planta de milho pode realizar a mesma taxa de fotossíntese liquida que as plantas C3, entretanto, em condições de estresse ambiental, pode reduzir a perda de água para atmosfera, com uma menor abertura estomática o que poderá proporcionar maior eficiência no uso da água (Sage e Zhu, 2011).
Em geral a resposta estomática ocorre antes da inibição da fotossíntese e restringe a disponibilidade de CO2 nos sítios de carboxilação da enzima rubisco. O fechamento estomático é considerado um dos primeiros mecanismos responsivos para evitar a perda de água, e este fechamento causa decréscimo na fotossíntese em condições de moderado estresse hídrico no solo ou na atmosfera. (Chaves et al., 2003).
Uma maneira de se avaliar a atividade do processo fotossintético, além da medição direta da assimilação de carbono é por meio da medição da fluorescência da clorofila a. A emissão da fluorescência da clorofila é uma técnica que avalia a eficiência fotoquímica do fotossistema II (FSII) (Baker e Rosenqvist, 2004). Em plantas cultivadas em condições ótimas de crescimento e desenvolvimento, ou seja, sem nenhum efeito de fatores ambientais adversos, a eficiência quântica máxima do FSII, representada pela relação Fv/Fm, que avalia a probabilidade de um fóton absorvido pelo FSII que seja capaz de reduzir e que pode variar entre 0,75 a 0,85 (Maxsuel e Johnson, 2000). Conforme Zhu et al. (2010), o decréscimo na eficiência fotoquímica
e, consequentemente, na taxa fotossintética depende da idade da folha da cultura estudada e, concomitante, da intensidade do estresse hídrico. Os resultados obtidos pelos autores mostraram que a cultura do milho quando submetida à desidratação rápida, apresentaram menor eficiência fotoquímica nas folhas mais velhas.
Além disso, o estresse hídrico influencia a disponibilidade e o transporte dos nutrientes do solo, uma vez que os nutrientes são levados até as raízes pela água. O estresse hídrico, portanto, diminui a difusão de nutrientes e o fluxo de massa de nutrientes solúveis em água, como nitrato, sulfato, cálcio, magnésio e silício (Selvakumar et al., 2012).
2.4 Bioestimulantes na agricultura
Uma estratégia para minimizar os efeitos do estresse em plantas é o uso de bioestimulantes. A definição do conceito de bioestimulante ainda está em evolução, o que é em parte um reflexo da diversidade de insumos que podem ser considerados bioestimulantes. Poucas pesquisas têm sido divulgadas sobre os numerosos bioestimulantes aplicados nas condições tropicais (Calvo et al., 2014; Castro et al., 2017).
Du Jardin (2015) define bioestimulantes como produtos com base em substâncias naturais ou microrganismos que melhoram a eficiência nutricional, as respostas aos estresses abióticos, a produtividade e qualidade dos cultivos, sem levar em conta o seu conteúdo de nutrientes. O autor estabeleceu como possíveis fontes para bioestimulantes os ácidos húmicos e fúlvicos, os hidrolisados proteicos e outros compostos nitrogenados como aminoácidos, extratos de algas e de plantas, fungos e bactérias benéficas, polímeros como a quitosana, entre outros, com comprovada bioatividade. Nesse caso, os bioestimulantes não seriam fertilizantes e tampouco agroquímicos.
Esses produtos aumentam a capacidade de absorção de água e de nutrientes, bem como a resistência a estresses hídricos, permitindo o melhor desenvolvimento das plantas em condições subótimas (Vasconcelos, 2006; Castro et al., 2008) especialmente por estimular o crescimento radicular das plantas cultivadas. Apesar dessas vantagens, os resultados dos trabalhos de pesquisa com o tratamento de sementes com bioestimulantes são contraditórios (Kolling et al., 2016). Assim, a bioatividade dos bioestimulantes pode interagir positivamente ou negativamente com outras substâncias e microrganismos presente no solo, levando em alguns casos a resultados ineficientes (Zandonadi et al., 2014).
No Brasil, a legislação não contempla o termo bioestimulante, ou seja, não há a classe de produtos bioestimulantes no que se refere ao registro na legislação de agroquímicos ou de fertilizantes. Entretanto, produtos contendo componentes bioativos com efeitos estimulantes, que promovam o crescimento, o desenvolvimento, o aumento da produtividade e qualidade, e o aumento da tolerância aos estresses abióticos, não sendo agroquímicos ou exclusivamente fontes de nutrientes, são contemplados no Decreto 4.954 de 14 de janeiro de 2004 (Brasil, 2004) da legislação de fertilizantes, na classe de “Biofertilizantes”, que são definidos como: “produto que contém princípio ativo ou agente orgânico, isento de substâncias agrotóxicas, capaz de atuar, direta ou indiretamente, sobre o todo ou parte das plantas cultivadas, elevando a sua produtividade, sem ter em conta o seu valor hormonal ou estimulante.
Dessa forma, no Brasil esses produtos são registrados em grande parte como fertilizantes organominerais para aplicação foliar, devendo garantir 6% de carbono como fração orgânica, podendo utilizar em suas formulações aminoácidos, extratos de algas, ácidos húmicos, fúlvicos, e extratos de plantas contendo poliflavonóides como sendo agentes quelantes, complexantes ou aditivos, conforme a IN 25 de 2009 (Brasil, 2009; Mogor, 2018).
Para registro de produtos como biofertilizantes, a IN 25 de 2009 (Brasil, 2009), exige que “deverá ser apresentada recomendação da pesquisa oficial brasileira ou relatório técnico-científico conclusivo que demonstre que a eficiência agronômica do produto se deve à ação do princípio ativo ou agente orgânico contido no biofertilizante”, e assim demonstrar que o produto atua isolada ou cumulativamente no crescimento, na ontogenia, em variáveis bioquímicas e na resposta a estresses abióticos, elevando a produtividade da cultura (Brasil, 2016).
Du Jardin (2012) relata oito categorias de bioestimulantes vegetais, sendo elas, as substâncias húmicas, os materiais orgânicos complexos, os elementos químicos benéficos, os sais inorgânicos (incluindo fosfito), os extratos de algas marinhas, derivados de quitina e quitosana, antitranspirantes e aminoácidos livres e outras substâncias que contêm N.
No Brasil, as principais fontes “bioestimulantes” são as substâncias húmicas, reguladores de crescimento vegetal, extratos de algas, aminoácidos e micronutrientes.
2.5 Classes de bioestimulantes 2.5.1 Substâncias húmicas
As substâncias húmicas (SHs) são compostos orgânicos humificados e recalcitrantes encontrados no solo, na água e em sedimentos e resíduos orgânicos (Benites et al., 2006; Santos e Camargo, 2008). Tem coloração variável, que vai do amarelo ao negro (Stevenson, 1994), com peso molecular relativamente alto, na complexidade química e heterogeneidade estrutural. Não há uma fórmula molecular definida, sendo somente as amorfas, hidrofílicas e ácidas (Puglisi et al., 2008).
Zandonadi et al. (2010) relata que os ácidos húmicos estimulam a biossíntese de óxido nítrico em plantas de milho e favorecem a síntese de enzimas antioxidativas e, portanto, contribui para melhorar a resistência das plantas ao estresse abiótico (Siddiqui et al., 2011).
De acordo com Piccolo (2002), as SHs são fracionadas em função das características físico-químicas de suas moléculas em meio ácido ou básico em:
a) Huminas: grupo de moléculas orgânicas insolúveis em meio ácido ou alcalino, massa molar elevada e carbono preservado. Possui reduzida capacidade de reação, baixa acidez em relação aos ácidos húmicos e fúlvicos.
b) Ácido húmico: moléculas de coloração escura solúveis em meio alcalino e, insolúveis em meio ácido, com massa molar variando de 10.000 a 100.000 Daltons. Os ácidos húmicos são menos ácidos que os ácidos fúlvicos devido a menores teores de carboxilas.
c) Ácido fúlvico: moléculas de coloração amarelada, com massa molar variando de 1.000 a 5.000 Daltons, que permanecem solúveis tanto em meio ácido como alcalino. São constituídos por polissacarídeos, aminoácidos e compostos fenólicos, que sãos mais reativos que as outras frações devido a maior presença de grupos fenólicos e carboxílicos.
O ácido húmico, a maior fração do húmus, não ocorre nas plantas vivas, e sua origem é atribuída as ligninas, porém, diferentemente destas, têm alto teor de ácidos carboxílicos e significantes quantidades de nitrogênio. Segundo Sposito (1989) as substâncias húmicas têm quatro propriedades básicas, que são: polifuncionalidade, carga molecular negativa, hidrofilicidade e maleabilidade estrutural.
A leonardita, matéria orgânica procedente de plantas que estiveram submetidas a condições pedológicas de coalificação, favoráveis a mineralização e humificação, é usada como
principal fonte de substâncias húmicas nos Estados Unidos e países europeus (Zandonadi et al., 2014). Outras fontes de substâncias húmicas para a elaboração de produtos comerciais são a turfa, solos com mais de 50% de matéria orgânica, ou ainda substâncias dissolvidas na água de rios, resíduos orgânicos fermentados ou vermicomposto (Nardi et al., 2005; Zaller, 2007; Dobbs et al., 2010; García et al., 2012; Kolodziej et al., 2013; Zandonadi et al., 2014).
Embora as principais fontes de substâncias húmicas sejam a leonardita e a turfa, ultimamente tem crescido no Brasil interesse no uso de extratos orgânicos ou biofertilizantes provenientes de húmus de minhoca, composto orgânico e outros resíduos agroindustriais (Zandonadi e Busato, 2012; Zandonadi et al., 2014).
Diversos trabalhos têm demonstrado efeitos positivos das substâncias húmicas sobre a germinação de sementes, crescimento e elongação das raízes, matéria seca da parte aérea e raiz, disponibilidade e absorção de nutrientes, produtividade e qualidade da produção, assim como na fisiologia de inúmeras plantas cultivadas como trigo, arroz, milho, alface, eucalipto, rabanete, cenoura, batata, soja, tomate, eucalipto, videira, melão, banana, abacaxi entre outras (Chen et al., 2004; Benites et al., 2006; Baldoto et al., 2009; Khaled e Fawy, 2011; Pinheiro et al., 2011; Rima et al., 2011; Hernandez et al, 2012; Asisk e Katkat, 2013).
2.5.2 Biorreguladores
Os hormônios vegetais são moléculas presentes em quantidades vestigiais, e mudanças na concentração hormonal e na sensibilidade dos tecidos podem mediar uma ampla gama de processos de desenvolvimento nas plantas, muitos dos quais envolvem interações biossintéticas e catabólicas, que juntas controlam a homeostase dos hormônios vegetais (Crozier, 2000).
O biorregulador é um composto orgânico, não nutriente, que quando aplicado na planta em baixas concentrações promove, inibe ou modifica os processos fisiológicos desta (Castro et al., 2017). As auxinas, giberelinas e citocininas estão entre os principais biorreguladores de uso exógeno (Taiz e Zeiger, 2013).
As auxinas são importantes reguladores de crescimento e desenvolvimento vegetal. A síntese ocorre principalmente nos meristemas apicais dos caules e folhas jovens e meristemas apicais das raízes. Este hormônio participa na indução de raízes adventícias e inibição da abscisão foliar (Taiz e Zeiger, 2013), que retarda a senescência foliar na presença da citocinina, fazendo
com que o milho mantenha suas folhas metabolicamente ativas por maior período no campo, mesmo depois da maturidade fisiológica da planta (Raven et al., 2007).
O ácido giberélico e citocininas são compostos orgânicos que podem modificar os processos de crescimento das plantas quando em baixas concentrações. Ácidos giberélicos controlam células, alongamento e divisão em brotos de plantas. As citocininas afetam a divisão celular, as células de ampliação, a senescência, o desenvolvimento floral, a germinação de sementes, a mobilização de nutrientes e o transporte de aminoácidos em plantas (Taiz e Zeiger, 2013). As giberelinas promovem a divisão e o alongamento celular, além de estarem presentes de forma determinante na atuação do processo de germinação de sementes (Raven et al., 2007).
O uso de reguladores de crescimento na cultura do milho pode contribuir para a melhoria da relação entre raiz e parte aérea, para a maior concentração de reservas do colmo, assim como, o aumento da eficiência do processo de translocação de fotoassimilados para os grãos, promovendo maior produtividade (Fancelli, 2010). Os reguladores de crescimento apresentam funções de ativadores do metabolismo celular, reativam processos fisiológicos nas diferentes fases de desenvolvimento, estimulando o crescimento radicular e melhorando o produto final (Silva, 2010).
2.5.3 Extrato de algas
O potencial fertilizante característico das macroalgas é explorado há muitos séculos, principalmente pelos povos que habitam as zonas costeiras por todo o mundo (McHugh, 2003; Thirumaran et al., 2009). Mais recentemente, os benefícios científicos da aplicação de extratos de algas marinhas na agricultura têm sido extensivamente relatados e bem revisados em publicações científicas e mais amplamente na literatura sobre o uso de bioestimulantes de plantas (Khan et al., 2009; Craigie, 2011; Du Jardin, 2012; Calvo et al., 2014).
Algas marinhas são seres unicelulares ou pluricelulares, que fazem fotossíntese. Nutrem-se dos elementos ativos do mar e contêm boas concentrações de sais minerais, Nutrem-sendo uma fonte natural de macro e micronutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Fe, Mn, Cu e Zn) e aminoácidos (alanina, ácido aspártico e glutâmico, glicina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, tirosina, triptofano e valina) (Teixeira, 2015).
Sharma et al. (2014), relatam uma infinidade de estudos realizados com extratos de algas comerciais e experimentais de espécies como Ascophyllum nodosum, Ecklonia maxima,
Druvillaea popatorum, Ulva lactuca, Kappaphycus alvarezii, Cystoseira barbata, Sargassum wightii, Caulera chemnitzia, Sargassum myriocystum, Stoechospermum marginatum, Laminaria hyperborea e Fucus evanescens.
A espécie Ascophyllum nodosum (L.), conhecida como “alga marrom” (classe Phaeophyceae) é a mais pesquisada e utilizada na agricultura (Ugarte et al., 2006; Khan et al., 2009; Craigie, 2011), e vem sendo explorada comercialmente, com efeitos positivos no desenvolvimento das plantas. Seu extrato comercial é resultante principalmente da hidrólise básica de algas coletadas na orla marinha do leste canadense e do noroeste europeu (Ugarte et al., 2010). Essa alga possui a propriedade de estimular o crescimento vegetal devido à sua composição rica em macro e micronutrientes, carboidratos, aminoácidos e hormônios vegetais próprios, como por exemplo, as citocininas, classe de hormônios vegetais que promovem a divisão celular e retardam a senescência. Além disso, o extrato de algas pode estimular a atividade de síntese da fitoalexinas, capsidiol e peroxidases em plantas, aumentando a resistência às doenças (Abreu et al., 2008).
Matysiak et al. (2011), avaliando os extratos das algas pardas Ecklonia maxima,
Sargassum sp. e ácidos húmicos e fúlvicos sobre a germinação e o crescimento da cultura do
milho, quando as sementes foram embebidas na solução do extrato, descobriram que estas substâncias melhoraram a capacidade de germinação de sementes. As plantas pulverizadas duas vezes com as substâncias testadas apresentaram os maiores brotos e raízes. As plantas obtidas a partir de sementes embebidas em soluções de extratos das algas foram caracterizadas por maior peso da parte aérea e raízes em comparação com os ácidos húmicos e fúlvicos.
Além disso, os extratos de algas marinhas têm muitas outras moléculas normalmente encontradas em plantas, que não são caracterizadas, mas também podem contribuir para a eficácia de vários extratos de algas marinhas. Isso é consistente com os estudos de bioensaios genômicos e biologia celular usando extratos de algas marinhas (Rayirath et al., 2009; Khan et al., 2012 ). A complexidade dos extratos de algas marinhas dificulta a atribuição das respostas da planta a um único estimulante de crescimento.
2.5.4 Micronutrientes
Os micronutrientes são exigidos em pequenas quantidades, entretanto são elementos essenciais para o desenvolvimento das plantas, por meio das funções que exercem em seu metabolismo, atuando como catalisadores de diversos processos fisiológicos e hormonais. Como exemplo pode-se citar a atuação do ferro (Fe), manganês (Mn), e cobre (Cu) nos processos fotossintético e respiratório, do zinco (Zn) e Cu na desintoxicação celular, do boro (B), Mn e Zn na formação e manutenção da integridade da membrana e parede celular, do Zn e B na regulação e atividade hormonal entre outros (Malavolta et al., 1997).
O zinco é um micronutriente limitante para a maioria das culturas pela sua baixa concentração no solo (Araújo e Silva, 2012), sendo este um dos fatores para sua deficiência. Este nutriente é essencial para o metabolismo de carboidratos e proteínas, é constituinte e participa da ativação de enzimas, além de atuar diretamente na síntese e conservação de hormônios vegetais ligados ao crescimento. Em condições de deficiência de Zn na cultura do milho as plantas apresentam internódios curtos, com consequente redução da altura e faixas brancas ou amarelas nas folhas, que posteriormente desenvolvem em necroses (Dechen e Nachtigall, 2007).
O acetato de zinco amoniacal (AZA) é uma molécula que apresenta pH próximo a neutralidade (entre 6,5 e 7,0) age como quelante do Zn, dificultando a sua oxidação, e o Zn protege o íon acetato, impedindo que este seja metabolizado pela flora microbiana. Isso provém de um efeito sinergético entre o zinco e o acetato amoniacal.
O crescimento contínuo das raízes, promovido por essa ação, é fundamental para a produção de citocininas, que só ocorre nas extremidades das raízes novas. Culturas tratadas com AZA têm apresentado ganho no volume de raiz, maior resistência à seca, fatores que proporcionam diretamente maior produtividade. (Pacholczak e Szydlo, 2008). Segundo os autores o mecanismo de ação do AZA é diferente dos cofatores auxínicos típicos, pois quando aplicado, ele estimula a biossíntese da auxina endógena, resultando na relação de troca auxina/citocinina, o que incrementa a formação de raiz.
Fageria (2000) obteve produção máxima de matéria seca de milho com a aplicação de 20 mg de Zn por kg de solo, com aumento de 14% em relação à testemunha. Prado et al. (2008) estudaram modos de aplicação de zinco na cultura do milho e verificaram que as aplicações via
solo (incorporado e localizado), foliar e semente foram semelhantes no desenvolvimento inicial da cultura.
É importante ressaltar que a não resposta aos outros micronutrientes pode estar relacionada com níveis adequados de disponibilidade no solo ou o fornecimento indireto destes através de outras fontes como, por exemplo, a aplicação de calcário. Contudo, não se exclui a possibilidade de vir a ocorrer resposta do milho aos demais micronutrientes via tratamento de sementes, principalmente em solos arenosos e com baixos teores de matéria orgânica e cultivos irrigados com altos níveis de produtividade.
2.5.5 Microrganismos bioativos
Os bioestimulantes de base microbiana têm sido importantes desde o início da agricultura (o uso do gênero Rhizobium em leguminosas) e as expectativas atuais incluem a sua comercialização como forma de complemento à nutrição das culturas. Os efeitos benéficos dos microrganismos às plantas dependem da sofisticada sinalização nutricional e química, bem como dos fatores do solo e do clima. As raízes das plantas liberam açúcares, ácidos orgânicos, aminoácidos e fenólicos, que afetam a composição das comunidades rizosféricas, levando a relações benéficas (Ortíz-Castro et al., 2009).
Rizobactérias promotoras de crescimento vegetal (RPCP) são bactérias do solo que promovem benefícios nas propriedades do solo, no crescimento vegetal e no meio ambiente, podendo colonizar a rizosfera, a superfície das raízes das plantas e/ou os espaços intercelulares destas. Os mecanismos de ação das RPCP incluem a liberação de hormônios ou alterações hormonais nas plantas, a produção de compostos orgânicos voláteis, a melhora na disponibilidade de nutrientes e o aumento da tolerância a estresses abióticos (Ruzzi e Arouca, 2015).
Muitos gêneros de bactérias são classificados como RPCP, como as bactérias diazotróficas dos gêneros Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium, Bacillus, Pseudomonas, dentre outras. Entre as funções das RPCP estão: a produção de enzimas que afetam o crescimento vegetal, a solubilização de nutrientes e consequentemente a sua disponibilidade; a produção de fitormônios e outros metabólitos, como o sideróforo que possuem atividade antagônica à patógenos e; atenuam estresses e elevam a produtividade das culturas (Miransari, 2014)
Outros grupos de organismos que atuam em benefícios das plantas são os fungos, estes vêm sendo amplamente estudados, como por exemplo, o Trichoderma (teleomorfo Hypocrea, Ascomycota, Dikarya), que atualmente consiste em mais de 200 espécies definidas molecularmente (Atanasova et al., 2013). As espécies de Trichoderma são geralmente consideradas componentes cosmopolitas e prevalentes de ecossistemas em uma ampla gama de zonas climáticas (Kubicek et al., 2008).
Esse gênero fúngico têm se destacado como bioprotetor, por atuar como antagonista de alguns fitopatógenos de importância econômica e, também, por promover o crescimento e florescimento de plantas. Além disso, Trichoderma spp. são fungos simbiontes endofíticos de plantas, amplamente utilizados no tratamento de sementes para controle de doenças para promover o crescimento e produtividade, por meio da solubilização de micronutrientes insolúveis no solo, proporcionando maior absorção e translocação de minerais pouco disponíveis (Mastouri et al., 2010). Esses fungos também ajudam as plantas a resistir melhor às condições ambientais adversas, como salinidade e seca, através do reforço do crescimento das plantas e da reprogramação da expressão gênica em raízes e brotos.
As espécies de Trichoderma mais frequentemente utilizadas no biocontrole e melhor estudadas quanto aos seus mecanismos de ação são T. asperellum, T. atroviride, T. harzianum, T.
virens e T. viride, a maioria dos quais também exibe alta ação bioestimulante em culturas
(Lopes-Bucio et al., 2015).
Contudo, necessita-se de mais pesquisas e estudos sobre estes microrganismos para que eles sejam incorporados à realidade agrícola, assim são necessários estudos para determinação de seus mecanismos de ação e eficiência de cada produto nas diversas culturas.
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Caracterização da área experimental
Os experimentos foram instalados nos anos de 2016, 2017 e 2018, no campo experimental da ProTec-Consultoria Agropecuária e Experimentação Agrícola (Fazenda Grimm), localizado na latitude 19º13’88” Sul e longitude 54º33’41,12”, a Oeste de Greenwich, com altitude média de 660 m e tipologia climática Aw, segundo a classificação de Koppen (1931), no município de São Gabriel do Oeste, MS, Brasil.
O solo da área experimental foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico típico (Santos et., 2018). Os resultados das análises químicas e física do solo, realizada antes da semeadura dos experimentos, encontram-se na Tabela 1. De acordo com Sousa e Lobato (2004) os atributos químicos do solo encontravam-se dentro dos níveis desejados para o cultivo do milho.
Tabela 1. Caracterização química e física do solo da área experimental, na profundidade de 0-20
cm, antes da semeadura dos experimentos. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
pH
(CaCl2) Ca+Mg Ca Mg Al H+Al K CTC K
P
(mel) M.O C.O
Ano ---cmolc dm-3--- mg dm-3 g dm-3 1 - 2016 5,6 5,8 4,2 1,6 0,02 3,6 0,28 9,7 109,2 16,4 34,0 20,0 2 - 2017 5,8 4,4 3,2 1,2 0,03 3,66 0,35 8,4 136,5 16,9 22,6 13,0 2 - 2017/2 (safra verão) 5,5 4,7 3,4 1,3 0,04 4,43 0,35 8,4 136,5 13,5 27,3 15,7 3 - 2018 5,8 6,3 4,9 1,4 0,04 3,80 0,35 8,4 136,5 25,8 26,3 15,3
Extratores: P, K, Cu, Fe, Mn e Zn: Mehlich 1 - ICP-OES (Teixeira, 2017)
Ca, Mg e Al: NH4Cl; S: Ca3(PO4)2; B: Água quente; pH: (CaCl2); H+Al: (SMP); M.O: Método Colorimétrico (Raij et al., 2001)
Textura: Densímetro (Camargo et al., 2009)
3.2 Caracterização dos experimentos
Os tratamentos foram compostos por 10 produtos comerciais e as doses utilizadas foram estabelecidas de acordo com as recomendações do fabricante. A descrição dos tratamentos, para os anos agrícolas 2016, 2017, 2017/2 e 2018, encontra-se na Tabela 2.
S B Cu Fe Mn Zn Argila Silte Areia V
Ano ---mg dm-3--- --- ---g dm-3--- % 1 - 2016 16 0,6 2,8 28,00 101,0 8,0 600,0 75,0 325,0 62,70 2 - 2017 3,9 0,3 2,2 18,39 36,4 6,1 525,0 75,0 400,0 55,34 2 - 2017/2 (safra verão) 15,8 0,3 2,9 79,74 99,7 4,1 525,0 75,0 400,0 53,20 3 - 2018 5,03 0,2 3,8 37,23 45,5 8,4 425,0 25,0 550,0 55,34
Tabela 2. Descrição dos tratamentos e suas combinações, utilizados como tratamentos, através da
aplicação via sementes e/ou via foliar, na cultura do milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
Tratamentos 1
Caracterização do produto Dose
(mL kg-1 de
semente)
Época de aplicação
1. Controle --- ---
2. Fungo e rizobactérias Microrganismos bioativos (Trichoderma +
Bacillus methilotrophicus)
2 + 2* TS
3. Mo e extrato de algas Extrato de algas (Ascophyllum nodosum) 2 TS
4. Mo, Zn e extrato de algas Extrato de algas
(Ecklonia maxima) 8 TS
5. Cinetina, ácido indol-butírico e ácido giberélico (Biorregulador)
Biorregulador 12,5 TS
6. N e Zn Micronutrientes 8 TS
7. B,Cu, Fe, Mn, N, Zn Micronutrientes
(Acetado de Zn amoniacal)
8 TS
8. Ácidos húmicos e fúlvicos Substâncias húmicas (turfa) 2 TS
9. Ácidos húmicos e fúlvicos Substâncias húmicas (leonardita) 2 TS
10. N, Fe, Zn e Ni Micronutrientes 2 TS
11. Mo e extrato de Algas Extrato de algas (Ascophyllum nodosum) 2 + 1,5** TS + AF
12. Ácidos húmicos e fúlvicos Substâncias húmicas (turfa) 2 + 1,5** TS + AF
13. Ácidos húmicos e fúlvicos Substâncias húmicas (leonardita) 2 + 1,5** TS + AF
TS: Tratamento de sementes; TS + AF: Tratamento de sementes + aplicação foliar em V4;*dose em g kg-1 de semente; **dose em L ha-1.
Foram coletadas amostras dos produtos utilizados nos tratamentos e encaminhadas para análise em laboratório para caracterização da composição química, conforme descrito na Tabela 3.
1Para o ano de 2016 (Ano 1) foram testados 12 tratamentos. Nos anos seguintes foi incluído o tratamento 10 (N, Fe,
Tabela 3. Caracterização dos teores de nutrientes dos bioestimulantes utilizados como
tratamentos na cultura do milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
Bioestimulante N total Ca Mg S B Cu Fe Mn Zn
% --- g kg-1 --- ---mg kg-1
---Trichoderma** 2,26 177 8,06 -* - 674 3,47 - 1,07
Bacillus** 0,20 1,86 - - 8,00 - - - 0,10
Mo e extrato de algas (A. nodosum) 0,30 0,88 1,24 3,53 24,4 - 0,07 7,30 12,10
Mo, Zn e extrato de Algas (E. maxima) 0,64 2,38 0,14 - - - - ‐ 3,85
Biorregulador 0,06 2,24 0,02 - - - 0,02
N e Zn 59,50 - - - 1.012,00 -
Acetato de zinco amoniacal 11,29 1,91 0,07 - 0,31 1.527,00 1,14 1.252,00 3,82
Ácidos húmicos fúlvicos (Turfa) 0,14 0,39 0,12 0,37 - - 0,46 3,50 3,60
Ácidos húmicos fúlvicos (Leonardita) 0,10 2,53 1,09 2,35 31,7 1,2 1,68 29,50 3,80
N, Fe, Zn e Ni 0,31 5,51 1,89 - - - 5,70 - 0,006
*Valor menor que o limite de quantificação; **Os bioestimulantes Trichoderma e Bacillus são dois produtos distintos de uso combinado (equivalem ao Tratamento 2, Tabela 2).
Manual de Métodos Analíticos Oficiais para Fertilizantes e Corretivos (Brasil, 2014).
O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, com quatro repetições, para avaliação de 13 tratamentos (bioestimulantes e suas combinações). As parcelas experimentais foram constituídas de cinco linhas com 8 metros de comprimento e espaçamento de 0,45 m entre as linhas. Para a colheita utilizou-se a área útil de 3,6 m2, sendo formada por duas linhas, descartando-se dois metros de cada extremidade das fileiras (bordadura).
As sementes utilizadas nos experimentos foram disponibilizadas pelas empresas Syngenta (Feroz Viptera), Agroeste (AS 1555), Pionner (30F53 VYHR) e Dekalb (DKB 265). A aplicação de bioestimulantes nas sementes foi realizada por ocasião da semeadura, utilizando-se sacos de plástico contendo três quilos de sementes para cada tratamento. Para homogeneizar a aplicação dos produtos realizou-se a agitação manual, e, após preparo das sementes, a semeadura foi realizada na profundidade de 0,03 m, com deposição do adubo a 0,05 m, utilizando semeadora de cinco linhas, com sistema de distribuição de adubo acoplado e velocidade de deslocamento do conjunto trator-semeadora de 6 km h-1.
Quadro 1. Características agronômicas dos híbridos de milho.
Hibrido
Características
Ciclo Finalidade Altura Inserção da
espiga
Textura dos grãos
Cor dos grãos Massa de
mil grãos FEROZ
VIPTERA
Super Precoce
Prod. grãos 258 160 Duro
Semi-alaranjado
323
AS 1555 Super
Precoce
Prod. grãos 220 120 Semiduro
Amarelo-alaranjado
-
30F53 Super
Precoce
Prod. grãos 270 115 Semiduro - -
DKB 265 Precoce Prod grãos 215 112 Semidentado
Amarelo-profundo
385
As datas de semeadura e colheita dos híbridos de milho, bem como a adubação realizada na semeadura e em cobertura (V6), conforme recomendação de Souza e Lobato (2004) para altas produtividades, encontram-se na Tabela 4.
Tabela 4. Datas de semeadura e colheita e adubação de semeadura e em cobertura realizadas nas
parcelas experimentais de híbridos de milho. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
Semeadura Colheita População
(plantas m-1) Híbrido Adubação (kg ha-1) Adubação em cobertura (kg ha-1) 31/03/2016 27/08/2016 2,7 Feroz Viptera 60 kg ha-1 de N e 63,7 kg ha-1 de P 2O5 36 kg ha-1 de N e K2O 21/03/2017 10/08/2017 2,7 AS 1555 36 kg ha-1 de N, 48 kg ha-1 de P 2O5 e 42 kg ha-1 de K 2O 60 kg ha-1 de N 25/11/2017 16/03/2018 2,7 30F53 VYHR 30 kg ha-1de N, 56 kg ha-1 P 2O5 e 42 kg ha-1 de K 2O 60 kg ha-1 de N 23/03/2018 08/08/2018 2,7 DKB 265 45 kg ha-1 de N, P2O5 e K2O 45 kg ha-1 de N
Para as aplicações foliares, efetuadas nos estádios V4, seguindo recomendações de Fancelli e Dourado Neto (2000), foi utilizado pulverizador costal propelido a CO2, com pressão constante de 2 BAR (ou 29 PSI) e vazão de 0,65 L min-1, equipado com lança contendo 1 bico leque da série Teejet tipo XR 110 02. Foi controlada a aplicação na altura de 50 cm do alvo e a na velocidade de 1 m segundo-1, atingindo a faixa aplicada de 50 cm de largura, o que propiciou volume de calda de 200 L ha-1. Durante o desenvolvimento da cultura foram realizadas aplicações de herbicidas e fungicidas respeitando o nível de dano econômico para o manejo integrado. 3.2 Medidas fisiológicas e avaliações do desempenho agronômico
3.2.1 Avaliações nas plantas
No estádio fenológico V6, caracterizado pela presença de seis folhas totalmente expandidas, foram coletadas amostras de plantas inteiras. As coletas foram realizadas em todo o volume de solo ocupado por uma planta até 0,30 m de profundidade em cada parcela, e a coleta das raízes foi realizada pela retirada de um monolito com dimensões de 0,30 x 0,30 x 0,30 m de comprimento, largura e altura, respectivamente. Após a coleta, as raízes foram separadas do solo e de outros resíduos por lavagem cuidadosa sob água corrente. Parte aérea e raiz foram levadas para secagem em estufa de circulação forçada por 72 horas a 65ºC. Em seguida o material foi pesado em balança de precisão para obtenção da massa seca.
Por ocasião do estádio R1, caracterizado pela emissão da inflorescência feminina, foram coletadas em 10 plantas de cada parcela experimental, o terço médio da folha oposta localizada abaixo da primeira espiga superior (folha diagnóstica), conforme a metodologia de Sousa e Lobato (2004). Em seguida as folhas foram lavadas em água corrente e secas em estufa a 65 ºC. Foram determinados os teores totais de P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn, por ICP-OES, conforme métodos descritos por Malavolta et al. (1997). Para determinação do teor de B foi realizada digestão a seco em mufla e quantificação por ICP-OES. Para a determinação do teor de N foi realizada a digestão sulfúrica e quantificação pelo método Kjedhal (Kjeldahl, 1883).
A condutância estomática (Gs) foi medida na folha diagnóstica, no estádio R1, em cinco plantas de cada parcela experimental, com um porômetro (Decagon Devices, Inc., Pullman, WA, EUA) e a máxima eficiência fotoquímica do fotossistema II também foi medida durante esta avaliação. As medidas foram feitas com fluorômetro portátil (Opti-Sciences, Inc., Hudson, NH,
EUA), com o qual foram obtidos os valores da fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e da máxima eficiência fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm).
3.2.2 Avaliações nas espigas e grãos
A colheita foi realizada quando a umidade dos grãos estava entre 18% e 24%. Antes da colheita as plantas na área útil foram contabilizadas para o cálculo da população final. As espigas foram colhidas manualmente e trilhadas em trilhadora estacionária. Os grãos foram pesados e a umidade dos grãos foi corrigida para 13%, para determinar a produtividade e a massa de mil grãos (MMG), que foi obtida na pesagem de oito sub amostras de 100 grãos (Brasil, 2009). Foram avaliados em cinco espigas de cada parcela os componentes do rendimento: número de fileiras por espiga (NFG), que consistiu na contagem de fileiras de grãos no sentido longitudinal da espiga; número de grãos por fileira (NGF), que consistiu na contagem de todos os grãos das fileiras da espiga; e comprimento da espiga (CE), medida obtida entre a inserção e a extremidade da espiga sem palha, realizada com régua graduada.
3.3 Análise estatística
Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F nos níveis de 1 e 5% de probabilidade e as médias comparadas pelo Teste de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade (Scott e Knott, 1974).
As médias de produtividade também foram comparadas por meio da decomposição da soma de quadrados para tratamentos em contrastes ortogonais, relativos à comparação entre os tratamentos que foram agrupados de acordo com a classe de bioestimulante, para elaboração de cada contraste. Os contrastes de interesse foram comparados pelo teste de t ao nível de 5% de probabilidade (Banzatto e Kronka, 2006). As correlações entre os caracteres avaliados foram examinadas usando-se o coeficiente de Pearson.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Experimento avaliado no Ano 1 - 2016
Na Figura 1 são apresentadas as condições meteorológicas do experimento avaliado no Ano 1 - 2016, cultivado em segunda safra. Houve irregularidades na ocorrência de precipitações ao longo do período de realização do experimento e o volume total de precipitação durante ciclo foi de 301,56 mm, valor abaixo da exigência do milho, que é de 400 a 700 mm ciclo-1 (Dourado Neto, 2000).
Figura 1. Dados de precipitação pluvial (mm)1 e temperaturas máxima e mínima (ºC)2 nos meses referentes ao experimento no Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
1Dados coletados na Estação Experimental em São Gabriel do Oeste-MS; 2Dados coletados na Estação
Meteorológica do Somar Meteorologia em São Gabriel do Oeste-MS.
Os resultados indicam diferença significativa (P<0,01) para a massa seca da parte aérea, massa seca de raiz e massa seca total (Tabela 5). Observou-se que os tratamentos 2 (Trichoderma e Bacillus), 4 (Mo, Zn e extrato de algas), 6 (N e Zn) e 7 (Acetado de Zn amoniacal) não contribuíram para o ganho da massa seca em relação aos demais tratamentos, sendo que os valores encontrados nestes tratamentos foram menores, até mesmo em relação ao valor do tratamento 1 (controle). Conforme pode ser observado na Figura 1, não houve precipitação pluviométrica nos 27 dias após a semeadura do experimento (31/03/2016 a 26/04/2016), condição que provavelmente favoreceu a ocorrência de algum efeito fitotóxico por esses tratamentos
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Tem per at ur a (° C) Precip itação (m m )
Prec Temp_Max Temp_Min
V3 V4
V8
R1
durante o período em que as sementes ficaram expostas a condição de alta temperatura e baixa umidade do solo. Segundo Rosolem e Ferrari (1998), altas concentrações de Zn próximo à semente causam danos ao embrião, e os teores de Zn na composição dos bioestimulantes dos tratamentos citados são maiores quando comparados aos bioestimulantes utilizados nos demais tratamentos, fator que pode explicar parcialmente o comportamento observado.
Ferreira et al. (2007), avaliando híbridos de milho, observaram que plântulas submetidas ao estresse apresentaram a emergência reduzida, o que pode explicar o menor ganho de massa seca observada neste experimento, pois o efeito de concentração osmótica proporcionada pelos tratamentos afeta o crescimento e o metabolismo dos vegetais. Dessa forma o retardamento da emergência impacta diretamente no ganho de massa seca da parte aérea, uma vez que plântulas com emergência mais lenta apresentam menor massa quando comparadas a plântulas com emergência normal.
Tabela 5: Massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total
(MST) em plantas de milho no estádio V6, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 1 - 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
Tratamentos MSPA MSR MST
---g planta-1 ---
1. Controle 13,15 a 2,37 b 15,22 a
2. Trichoderma e Bacillus methilotrophicus 7,36 b 2,51 b 10,95 b
3. Mo e extrato de algas (A. nodosum) 12,55 a 2,08 c 14,63 a
4. Mo, Zn e extrato de algas (E. maxima) 7,53 b 1,87 c 9,40 b
5. Cinetina, ácido indol-butírico e ácido giberélico 12,27 a 3,52 a 15,79 a
6. N e Zn 7,29 b 2,51 b 9,79 b
7. Acetado de Zn amoniacal 7,90 b 2,61 b 10,52 b
8. Ácidos húmicos e fúlvicos (Turfa) 10,71 a 1,95 c 12,66 a
9. Ácidos húmicos e fúlvicos (Leonardita) 12,66 a 2,35 b 15.02 a
10. Mo e extrato de algas (A. nodosum) - TS+AF 12,55 a 2,08 c 14,63 a
11. Ácidos húmicos e fúlvicos (Turfa) - TS+AF 10,71 a 1,95 c 12,66 b
12. Ácidos húmicos e fúlvicos (Leonardita) - TS+AF 13,82 a 2,35 b 16,18 a
CV% 18,49 16,24 16,66
F 5,78** 4,43** 5,24**
**significativo ao nível de 1% de probabilidade. Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna pertencem ao mesmo grupo pelo teste de Scott-Knott (P<0,05); TS: Tratamento de sementes; TS + AF: Tratamento de sementes + aplicação foliar em V4.
O tratamento 5 (Cinetina, ácido indol-butírico e ácido giberélico) promoveu maior acúmulo de massa seca da raiz no estádio V6 em relação aos demais tratamentos. Vieira e Castro (2001), estudando a ação desse mesmo biorregulador via tratamento de sementes na soja, encontraram resultados semelhantes a este estudo, comprovando o efeito deste bioestimulante sobre o maior desenvolvimento radicular das plantas. Em outro estudo semelhante, Ferreira et al. (2007), aplicando bioestimulantes em sementes de milho, encontraram diferença significativa para massa seca de raízes. Klahold (2005) verificou que a aplicação do bioestimulante via semente e foliar promoveu resultados positivos sobre o ganho da massa seca de raízes de soja.
Os biorreguladores favorecem um adequado equilíbrio hormonal, incrementando o crescimento e desenvolvimento vegetal, estimulando a divisão, diferenciação e alongamento celular (Vieira e Castro, 2002), características que podem explicar o ganho da massa seca verificado em raízes de milho neste estudo.
Os valores médios da condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) avaliados no estádio R1 estão apresentados na Tabela 6. Constata-se que os tratamentos com substâncias húmicas provenientes de turfa (Tratamentos 8 e 11) proporcionaram os maiores valores de Gs, apresentando o desempenho de 40 e 31% superior aos demais, respectivamente, para o tratamento via sementes (TS) e tratamento de sementes + aplicação foliar (TS + AF). Estes tratamentos proporcionaram maior plasticidade às plantas quando expostas ao déficit hídrico.
Os tratamentos utilizados não causaram efeito significativo para as variáveis fluorescência inicial e fluorescência máxima. Em relação à eficiência máxima do fotossistema II (razão Fv/Fm), observou-se menores valores nos tratamentos com aplicação via foliar dos bioestimulantes do tratamentos 10, 11 e 12 (Tabela 6). Estes resultados demonstram que para esse parâmetro, a aplicação via semente propiciou melhor condicionamento às plantas nessas condições. Os demais tratamentos, incluindo a testemunha, apresentaram valores ligeiramente superiores.
Porém, tais valores apesar da diferença estatística observada, não são indicativos de ausência de estresse, pois segundo Maxwell e Johnson (2000), se a planta estiver em condições não estressantes o valor Fv/Fm, na maioria das espécies, pode variar de 0,75 a 0,85 e valores
inferiores a esses indicarão estresse e redução da eficiência quântica máxima do fotossistema II e, por consequência, do potencial fotossintético da planta.
Tabela 6. Condutância estomática (Gs), fluorescência inicial (Fo), fluorescência máxima (Fm) e
eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm) em plantas de milho, no estádio R1, submetidas a tratamentos com bioestimulantes na safra do Ano 1- 2016. São Gabriel do Oeste-MS/2019.
Tratamentos Gs Fo Fm Fv/Fm
mmol ms-1
1. Controle 65,04 b 71,66 233,20 0,69 a
2. Trichoderma e Bacillus methilotrophicus 51,75 b 67,08 233,33 0,71 a
3. Mo e extrato de algas (A. nodosum) 50,86 b 74,66 245,83 0,69 a
4. Mo, Zn e extrato de algas (E. maxima) 62,48 b 81,25 270,00 0,69 a
5. Cinetina, ácido indol-butírico e ácido giberélico 46,04 b 65,25 233,91 0,71 a
6. N e Zn 43,62 b 73,58 242,41 0,69 a
7. Acetado de Zn amoniacal 62,40 b 73,25 246,00 0,70 a
8. Ácidos húmicos e fúlvicos (Turfa) 91,11 a 73,75 246,08 0,70 a
9. Ácidos húmicos e fúlvicos (Leonardita) 49,03 b 67,25 219,75 0,69 a
10. Mo e extrato de algas (A. nodosum) - TS + AF 63,08 b 81,66 247,66 0,67 b
11. Ácidos húmicos e fúlvicos (Turfa) - TS + AF 85,33 a 79,11 235,00 0,66 b
12. Ácidos húmicos e fúlvicos (Leonardita) - TS + AF 60,59 b 78,89 234,00 0,66 b
CV(%) 25,29 11,03 9,32 2,22
F 3,65** 1,84 ns 1,20 ns 5,57*
Nota: **significativo ao nível de 1% de probabilidade;*significativo ao nível de 5% de probabilidade; ns: não significativo. Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna pertencem ao mesmo grupo pelo teste de Scott-Knott; TS: Tratamento de sementes. TS + AF: Tratamento de sementes + aplicação foliar em V4.
Os teores foliares de macro e micronutrientes das plantas de milho em R1 são apresentados na Tabela 7. Não houve diferença significativa nos teores de N, P, S e Cu entre os tratamentos analisados.
Os teores de nitrogênio e fósforo de não diferiram significativamente do controle e situaram-se dentro da faixa de suficiência. Segundo Grant et al. (2001), o suprimento adequado de fósforo é essencial desde os estádios inicias de crescimento da planta e está diretamente relacionado com a produtividade.
Os teores de Cu encontrados neste experimento estão acima do limite citado por Oliveira (2004), conforme Quadro 1, ou seja, apresentaram valores superiores a 20 mg kg-1.
