UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS – CAMPUS DE BOTUCATU
CRESCIMENTO RADICULAR E TAXA FOTOSSINTÉTICA DA SOJA E DO MILHO EM SUCESSÃO PELA APLICAÇÃO SUPERFICIAL DE CALCÁRIO E
GESSO EM EXPERIMENTO DE LONGA DURAÇÃO
José Guilherme Danziato Pereira -Executor-
Prof. Dr. Carlos Alexandre Costa Crusciol -Orientador-
Botucatu – SP 2020
Relatório parcial de projeto de pesquisa apresentado à Fundação Agrisus.
1 INTRODUÇÃO
Buscando minorar os prejuízos da intensa exploração agrícola e a ausência de preservação dos recursos naturais, o sistema plantio direto (SPD) se tornou uma das melhores opções para o seguimento de uma agricultura sustentável, garantindo assim, um eficiente controle de erosão (hídrica e/ou eólica), permitindo ciclagem de nutrientes e posterior fornecimento às plantas (CRUSCIOL et al., 2016). Além disso, promove maior disponibilidade de água no sistema solo-planta, além de melhorar a qualidade do solo, principalmente relacionado ao acúmulo de matéria orgânica no perfil do solo (NOGUEIRA et al., 2016).
A acidez do solo é um dos fatores que limitam a produção das culturas em solos altamente intemperizados, como a maioria dos solos que ocorrem no Brasil. Os problemas com a acidez ocorrem, principalmente em decorrência de uma baixa capacidade de troca de cátions, baixa saturação por bases, elevados teores de alumínio, manganês e em algumas situações o ferro, além de afetar direta e indiretamente a disponibilidade de outros nutrientes essenciais, podendo provocar distúrbios fisiológicos nas plantas e influenciou seriamente o rendimento das culturas (INAGAKI et al., 2017). A correção da acidez dos solos, portanto, é uma prática fundamental para elevar a capacidade produtiva destes solos (HOLZSCHUH, 2007).
A calagem é uma prática essencial no caso da maioria dos solos ácidos brasileiros, onde a omissão da mesma pode comprometer seriamente a produtividade e o uso eficiente de adubos (CRUSCIOL et al., 2016; COSTA et al., 2018), sendo uma prática agrícola que afeta positivamente várias características químicas, físicas e biológicas do solo, os quais apresentam efeitos aditivos à produtividade das culturas (CAIRES et al., 2015; INAGAKI et al., 2017). Sua importância para a maioria das culturas anuais como o milho e a soja deve-se aos seus efeitos sobre o aumento do pH devido ao poder de neutralização da acidez do solo, à diminuição do teor de manganês e alumínio tóxico, ao aumento da absorção de nutrientes como nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre, ou ainda pelo fato de fornecer cálcio e magnésio como nutrientes dessa forma contribuindo para uma melhoria na fisiologia da planta e do metabolismo fotossintético culminando em uma maior produtividade. (CAIRES et al., 2000; CAIRES et al., 2004)
Souza, Lobato e Rein (2005) consideram que o uso do gesso agrícola, outro insumo de grande utilização no Brasil e no mundo, pode melhorar o ambiente radicular em profundidade, verificado para a maioria das culturas anuais, como para o milho, soja e feijão. Essas respostas são atribuídas à melhor distribuição das raízes das culturas em profundidade
no solo, o que proporciona às plantas o aproveitamento de maior volume de água quando ocorre veranico (CRUSCIOL et al., 2016; COSTA et al., 2018). Outro fator de a respeito da eficiência do gesso é melhoria dos efeitos da acidez no subsolo, onde tem sido evidenciado em diversos trabalhos. O gesso aplicado na superfície em sucessão por lixiviação para subsolos ácidos resulta como já citado melhor no melhoramento do sistema radicular ocasionando maior absorção de água e nutrientes pelas raízes das plantas em decorrência da elevação da concentração de Ca, da construção de variedades menos tóxicas de Al (AlSO4+) e da precipitação de Al3. Solos com concentração muito baixa de Al, mas com baixa
concentração de Ca, o suprimento de Ca devido a aplicação do gesso agrícola é o principal fator responsável pelo melhoramento do sistema radicular. (CAIRES et. al, 2004)
É vasta a bibliografia existente sobre plantio direto e o uso de calcário, porém não esgotam o assunto, quanto ao uso do gesso são mais escassas. Mais escassas também são questões relacionadas às implicações da manutenção de subsolo ácido sobre o desenvolvimento e sobre a produção das culturas no sistema de plantio direto. Estudar aplicação de calcário e/ou gesso em sistema de plantio direto com culturas irrigadas é extremamente relevante visando maior produtividade e lucratividade ao produtor rural.
2 OBJETIVOS
Objetivo do trabalho está sendo avaliar o efeito da aplicação superficial de calcário e/ou gesso em longa duração sobre o crescimento radicular e a nutrição mineral das plantas associadas aos parâmetros fotossintéticos e seus reflexos na produtividade da cultura da soja e do milho consorciado com Urochloa ruziziensis em sucessão.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA • Soja e Milho no Brasil
A demanda pelo milho (Zea mays L.) em escala internacional vem crescendo nos últimos anos, conduzida pela utilização do cereal pelos Estados Unidos na fabricação de etanol e pelo maior poder de compra dos países asiáticos. Além do que, devido ao crescimento do setor de carnes, bovinos, aves e suínos em que a cultura é sua base energética, juntamente com a utilização do mesmo na alimentação humana, o consumo interno vem crescendo consideravelmente. Dessa forma o milho tem uma enorme importância no Brasil, pois se trata de um mercado amplo em que ocorre a produção em grandes extensões para abastecimento do mercado e também em pequenas áreas cujo objetivo é a subsistência. (Pavão, 2011)
A soja (Glycine max L.) é o principal grão oleaginoso cultivado no mundo, em que sua composição com elevado teor em proteínas faz com que prevaleça na produção de ração animal além da alimentação humana. No Brasil, a cultura teve seu desenvolvimento em 1882, no Estado da Bahia quando introduziu-se os primeiros materiais genéticos (Dall'Agnol, 2007). Desde então, pesquisas e estudos foram executados em múltiplos pontos no país, tais tentativas foram de suma importância para a instalação da cultura em nosso meio (Bonato, 1987). Atualmente no cenário mundial, o Brasil figura como o segundo produtor (Dall'Agnol, 2007) configurando-se como uma das principais commodities agrícolas e o maior responsável pelo aumento da colheita nacional de grãos.
• Sistema Plantio Direto
Alicerçado no cenário agrícola como uma grande inovação tecnológica, o Sistema Plantio Direto (SPD) (Alvarenga, 2001) teve seu desenvolvimento visando a sustentabilidade da produção agrícola, minimizando os prejuízos intensa exploração e a falta de preservação dos recursos naturais, assegurando eficiência no controle de erosão, devido a não exposição do solo à precipitação e ação solar (Camara, 2005). A cobertura do solo presente nesse sistema que é incumbida pela palha de culturas de cobertura sobre a superfície do solo, juntamente aos resíduos das culturas comerciais, cria um meio imensamente favorável ao desenvolvimento vegetal e contribui para a conservação da produção além de contribuir para a recuperação ou manutenção da qualidade do solo (Alvarenga, 2001) devido a maior concentração de matéria orgânica próximo à superfície o qual proporciona o aumento da capacidade de retenção de água, especialmente em solo arenoso, e diminui as variações da temperatura do solo e a evaporação da água e eleva a taxa de infiltração. (Camara, 2005).
• Acidez do Solo
Um dos principais fatores limitantes do potencial produtivo é a acidez do solo, afetando diretamente na disponibilidade de nutriente às plantas, essa adversidade dá-se por diversos fatores como mineralogia do solo, a intensa lixiviação, chuvas ácidas, uso de fertilizantes nitrogenados com ação acidificante e a decomposição da matéria orgânica liberando ácidos orgânicos e inorgânicos (Bambolim, 2015). No Brasil, esse problema é assíduo pois se trata de uma região tropical, principalmente nas condições de Cerrado, em que seu solo contém pH-H2O baixo (<5,5), baixos teores de Ca2+ e Mg2+, além de alta concentração de Al3+
de troca de cátions ocasionando deficiência de nutrientes (N, K, Ca, Mg e P) (Malvestiti, 2017).
• Calagem no Plantio Direto
A calagem é destacada como a prática mais utilizada para neutralizar a acidez do solo, dessa forma aumentando a produtividade das culturas. Isso se dá por fatores como o aumento índice de saturação por bases (V%) a valores superior a 60%, elevar e manter o pH do solo acima de 5,5, favorecendo dessa forma a diminuição de elementos tóxicos como o alumínio trocável (Al3+) e eleva a disponibilidade de nutrientes (Bambolim, 2015).
A acidez do solo no sistema plantio direto tem como correção, a disseminação do calcário na superfície sem incorporação. A aplicação superficial de calcário em solo sob esse sistema de plantio, apresenta sua eficácia contestada. Certas pesquisas realizadas em solos brasileiros apresentaram resultados em que se obteve um pequeno ou inexistente movimento do calcário adiante do local de sua aplicação (Gonzales-Erico et al., 1979; Ritchey et al., 1980; Pavan et al., 1984). Todavia, existem outros estudos executados no Brasil (Chaves et al., 1984; Oliveira & Pavan, 1996; Caires et al., 1998) e em regiões subtropicais úmidas (Moschler et al., 1973; Blevins et al., 1978), em que foi observado elevação do pH e Ca trocável e a diminuição de Al trocável em camadas do subsolo (Caires, 2000). Além disso, a aplicação de calcário em superfície vem apresentando resultados em que se propicia a melhoria no ambiente radicular e, ressalvadas as situações de impedimento físico por compactação ou selamento de poros (Kaminski, 2005).
• Aplicação de Gesso no Plantio Direto
O gesso agrícola é amplamente disponível no mundo e se trata de um subproduto da indústria do ácido fosfórico que contém principalmente sulfato de cálcio (CaSO4.2H2O), sua eficiência
tem causado melhorias dos efeitos da acidez no subsolo sendo publicada em vários trabalhos (Oates & Caldwell, 1985; Marsh & Grove, 1992; Carvalho & Raij, 1997). Por se tratar de um produto solúvel, sua aplicação na superfície do solo seguida por lixiviação para subsolos ácidos acarreta no melhor crescimento radicular além de maior absorção de água e nutrientes pelas raízes das plantas, isso se pelo fato do crescimento da concentração de Ca, da formação de variedades menos tóxicas de Al (AlSO4+) e da precipitação de Al3+. (Caires, 2003)
O emprego de gesso agrícola no sistema de plantio direto tem sido analisada como opção para o aumento da qualidade química do perfil do solo sem necessidade de interrupção do sistema,
favorecendo o aprofundamento do sistema radicular e a maior eficiência na absorção de água e nutrientes do solo (DALLA NORA & AMADO, 2013).
• Efeito do calcário na fotossíntese da planta
O fornecimento de calcário em doses adequadas se mostra de extrema importância, pois ajudará no desempenho da planta, dessa forma aumentando sua produtividade, consequentemente maior retorno matéria orgânica para o solo aumentando a retenção de água e nutrientes, melhorando a taxa fotossintética da planta. Isso se dá pelo fato de que, além elevar o pH, neutralizar o acidez do solo e elevar a saturação por base do solo, a aplicação de calcário também fornece os nutrientes Cálcio (Ca2+) e Magnésio (Mg2+) para a planta (Rheinheimer, 2000).
O magnésio é absorvido pelas plantas como Mg2+, e é muito influenciado pela presença de K+ e Ca2+ no meio (Sfredo, 2008). Portanto a utilização de corretivos com nível de magnésio inferior ao necessário pode limitar o efeito desejado com a correção da acidez por ocasionar desequilíbrio nutricional na planta (Medeiros, 2008). Esse desequilíbrio é desvantajoso para o desenvolvimento da cultura, pois o Mg corresponde a 2,7% do peso da clorofila, pertencendo a sua composição química (50% do Mg presente nas folhas, estão no cloroplasto), dessa forma participando essencialmente do processo fotossintético. Além disso, o Mg tem efeito de ativador de enzimas relacionadas com à síntese de carboidrato e na síntese de ácidos nucléicos (Sfredo, 2008).
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 LOCAL E HISTÓRICO DA ÁREA EXPERIMENTAL: O experimento vem sendo
desenvolvido desde o ano de 2002 em área experimental pertencente à Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agronômicas, localizada no município de Botucatu – sudeste do estado de SP. Segundo classificação de Köppen, o clima da região é do tipo Cwa, definido como tropical de altitude, com estação chuvosa no verão e seca no inverno. Mediante levantamento e utilizando-se o Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (EMBRAPA, 2013), o solo da área experimental é denominado de LATOSSOLO VERMELHO distroférrico.
Previamente à instalação do experimento, em agosto de 2002, o solo da área experimental apresentava as seguintes características químicas na camada de 0,00-0,20 m, segundo metodologia descrita por Raij et al. (2001), pH (CaCl2): 4,9; M.O.: 27,3 g dm-3; P (resina):
35,1 mg dm-3; H+Al, Al, K, Ca, Mg e CTC: 35,2; 2,3; 1,1; 24,0; 10,0 e 70,0 mmolc dm-3, respectivamente e V(%): 50,0.
Desde a instalação do experimento, foram realizados os seguintes cultivos no período de verão e outono/inverno/primavera: 2002/03 - arroz/aveia preta; 2003/04 - feijão/aveia preta; 2004/05 - amendoim/aveia branca; 2005/06 - amendoim/aveia branca; 2006/07 - milho/Urochloa brizantha cv. Marandu; 2007/08 - milho/Urochloa brizantha cv. Marandu; 2008/09 - soja/aveia preta; 2009/10 - soja/sorgo granífero; 2010/11 - milho/crambe/feijão-caupi; 2011/12 - milho/crambe/feijão-milho/crambe/feijão-caupi; 2012/13 - feijão/trigo; 2013/14 - feijão/trigo; 2014/15 - feijão/Urochloa brizantha cv. Marandu; 2015/16 - Urochloa brizantha cv. Marandu/Urochloa brizantha cv. Marandu. Desde outubro de 2016, a área experimentalvem sendo cultivada com soja/milho/Urochloa ruziziensis.
Durante todos esses anos houve aplicação de calcário e/ou gesso na implantação do experimento e reaplicação destes mesmos insumos nos meses de outubro dos anos 2004 e 2010. A presente proposta dará continuidade ao experimento de longa duração, compreendendo uma entressafra e uma safra (ano agrícola completo), sendo que os mesmos foram inseridos no modelo de sucessão milho consorciado com Urochloa ruziziensis no período de outono/inverno e soja no período de primavera/verão, sistema este de maior adoção nas regiões produtoras do Brasil.
4.2 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL E CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO: O
delineamento experimental utilizado é em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos são constituídos por: 1) ausência de aplicação de calcário e/ou gesso; 2) aplicação de gesso; 3) aplicação de calcário (dose recomendada para elevar a saturação por bases a 70%); 4) aplicação de calcário + gesso. Cada parcela possui a dimensão de 48,6 m2 (5,4 x 9,0 m).
As doses de calcário foram definidas com base na análise química do solo na profundidade de 0-0,20 m no tratamento padrão, como descrito por Cantarella et al. (1997). A doses de calcário utilizada na presente proposta foi de 6.520 kg ha-1. A dose de gesso utilizada foi baseada no modelo proposto por Caires e Guimarães (2016), sendo aplicada a dose de 10.000 kg ha-1.
O presente experimento corresponderá ao ano agrícola 2019/20, com implantação da cultura da soja em meados da primeira quinzena de outubro de 2019 e do milho consorciado em meados da segunda quinzena de março de 2020. Foram utilizados materiais indicados para a
região agroclimática de Botucatu e a adubação será realizada de acordo com a necessidade de cada cultura e baseada na análise de solo previamente realizada.
4.3 AVALIAÇÕES:
- Atributos químicos do solo: Foram realizadas amostragens do solo na camada de 0-20cm de profundidade após a colheita da soja. Foram retiradas aleatoriamente 5 amostras simples, na área útil de cada parcela, para constituir uma amostra composta, sempre na entrelinha da cultura presente na área, com a utilização de trado tipo sonda. As amostras compostas foram secadas ao ar e peneiradas (malha 2 mm). Posteriormente foram submetidas à análise para determinação do pH (CaCl2 0,01 mol L-1), Al, acidez potencial (H+Al), Ca, Mg e K trocáveis
e, calculada a saturação por bases (V%), matéria orgânica, S-SO42-, Cu, Fe, Zn e Mn,
conforme metodologia proposta por Raij (2011).
- Cultura da soja e do milho: Avaliações de trocas gasosas constituíram em análises não destrutivas, e foi utilizado um equipamento portátil de trocas gasosas, (Infra Red Gas Analyser – IRGA, marca ADC BioScientific Ltd, modelo LC-Pro). Foram determinadas as taxas: fotossintética líquida expressa por área (A - μmol CO2 m-2 s-1), eficiência do uso da
água (WUE ; μmol CO 2 ( mmol H 2 O 2 ) -1 ) e condutância estomática (gs - mol H2O m-2 s-1).
As condições iniciais impostas para realização das medidas foram de 1000 μmol m-2 s-1 de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), providas por lâmpadas LED; 380 ppm de CO2 e
temperatura da câmara em 28 °C. As medidas de trocas gasosas foram realizadas no florescimento das culturas, entre as 8:00 e 12:00 am, utilizando o primeiro trifólio completamente desenvolvido para a soja e a folha bandeira para o milho. Posteriormente será determinado a produtividade de grãos, definido pela coleta das plantas contidas nas 3 linhas úteis de cada parcela. Após a trilha mecânica, os grãos serão quantificados e os dados transformados em kg ha-1 ao grau de umidade a 130 g kg-1 de água.
- Estado nutricional das plantas: As análises foram realizadas nas folhas diagnósticas do milho e soja quando estavam no início da floração. As folhas diagnósticas do milho foram as folhas iluminadas pelo sol totalmente expandidas no terço superior da cobertura e, para a soja, o terceiro trifólio totalmente expandido do ápice da parte aérea. O material foi seco em um forno a 65 ° C com peso constante e depois moído em um moinho do tipo Willey com uma tela de 1 mm para análises de macro e micronutrientes. As concentrações de N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu e Zn foram determinadas usando os métodos descritos por AOAC (2000). - Crescimento radicular das culturas: Por ocasião do florescimento das culturas, serão coletados 10 pontos (5 na linha e 5 na entrelinha da cultura) e estratificadas até 0,60 m (0,00
– 0,10 m, 0,10 – 0,20 m e 0,20 – 0,40 m) de profundidade, utilizando trado com diâmetro interno de 5,0 cm. As avaliações serão realizadas em um scanner, desenvolvido para esse fim, acoplado a um microcomputador dotado do programa Winrhizo, que utiliza como princípio o método proposto por Tennant (1975). Após a avaliação, as amostras serão secadas em estufa a 65 oC, por 72 horas, e posteriormente será determinada a massa da matéria seca radicular (g m-3).
4.4 ANÁLISE ESTATÍSTICA: Os dados estão sendo submetidos à análise de variância
individual ANOVA pelo teste F (p ≤ 0,05), e quando houver diferença significativa, as médias serão comparadas pelo teste de LSD (p ≤ 0,05).
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 ANÁLISE DO SOLO E ESTADO NUTRICIONAL DA SOJA E DO MILHO
O solo teve como resultado, maiores alterações obtidas pelo tratamento com calcário + gesso, seguido de calcário exclusivo e gesso exclusivo em comparação ao tratamento testemunha. O pH foi fortemente afetado pela calagem, no entanto, seus efeitos foram aumentados pela adição de gesso. Esses tratamentos aliviam efetivamente a acidez do solo, o que desencadeia uma redução nos níveis tóxicos de Al 3 + e H + Al; aumentou os níveis de nutrientes do solo, principalmente P, Ca 2 +, Mg 2 +, S-SO4 2-, além de M.O. Os teores de micronutrientes (Fe, Mn,
Cu e Zn) foram reduzidos pelos tratamentos com calcário (calcário e calcário + gesso).
Tabela 1. Propriedades químicas do solo. Propriedades
químicas do solo†
unidades Testemunha Gesso Calcário Calcário +
Gesso p valor pH (CaCl2) - 3.56 d 3.94 b 5.58 b 5.90 a <0.001 M.O g kg-1 27.2 b 28.6 b 32.0 a 33.3 a 0.0014 P (resin) mg kg-1 21.8 c 37.9 b 46.1 b 61.1 a <0.001 K+ mmolc kg-1 3.11 a 3.01 a 3.40 a 3.39 a 0.4189 Ca2+ mmolc kg-1 12.6 d 26.7 c 62.2 b 78.0 a <0.001 Mg2+ mmolc kg-1 5.64 c 5.39 c 30.0 a 27.1 b <0.001 Al3+ mmolc kg-1 9.77 a 5.24 b 0.14 c 0.11 c <0.001 H+Al mmolc kg-1 62.2 a 58.7 a 21.4 b 18.5 c <0.001 CTC mmolc kg-1 83.6 d 93.8 c 117 b 127 a <0.001 SB % 25.6 c 37.3 b 81.7 a 85.4 a <0.001 S-SO42- mg kg-1 14.0 d 26.4 b 21.3 c 32.3 a <0.001 Fe mg kg-1 32.2 a 30.1 a 28.1 b 26.0 b 0.0435 Mn mg kg-1 20.9 a 12.1 b 11.0 bc 9.1 c <0.001 Cu mg kg-1 3.57 a 2.34 b 2.07 b 1.9 b 0.0059 Zn mg kg-1 1.29 a 1.20 a 0.96 b 0.96 b 0.0032
Letras minúsculas diferentes nas linhas indicam diferenças significativas entre os tratamentos pelo teste t de Student com p ≤ 0,05.
† Matéria orgânica do solo (M.O), fósforo disponível (resina P), potássio permutável (K +), cálcio (Ca 2 +), magnésio (Mg 2 +) e alumínio (Al 3 +), acidez potencial (H + Al), capacidade de troca catiônica (CTC) , saturação de base (SB), sulfato de enxofre (S-SO42-) e ferro disponível (Fe), manganês (Mn), cobertura (Cu) e zinco (Zn).
Na cultura do milho e da soja a aplicação dos insumos agrícolas calcáio e cálcario + gesso resultaram no aumento das concentrações de macronutrientes nas planta. Dessa forma, os tratamentos levaram a uma maior absorção de N, P, Ca, Mg e S em comparação com os tratamento testumunho e somente com a aplicação de gesso. Em contrapartida, a concentração de micronutrientes foliares foi reduzida (Tabela 2).
Tabela 2. Estado nutricional de milho e soja.
Letras minúsculas diferentes nas linhas indicam diferenças significativas entre os tratamentos pelo teste t de Student com p ≤ 0,05.
† Nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), enxofre (S), ferro (Fe), manganês (Mn), cobertura (Cu) e zinco (Zn) .
Efeitos notáveis no solo são apresentados com os resultados, em especial pela aplicação de calcário e calcário + gesso, em todas as propriedades químicas, incluindo pH mais alto do solo, concentrações de P, Ca 2+ e Mg 2+ trocáveis, além de diminuir o Al 3+ trocável e o conteúdo de micronutrientes (Fe, Mn, Cu e Zn) (Tabela 2). A aplicação isolada do gesso fornece um limitado aumento nos atributos do solo em relação ao tratamento controle e altamente inferiores aos resultados obtidos pela calagem, este fato é explicado segundo Zoca e Penn (2017) pois o gesso não apresenta propriedades corretivas da acidez do solo e seus efeitos apenas vinculados ao acréscimo de Ca 2+, S-SO4 2- disponíveis e à queda do teor de Al
Estado nutricional das
plantas†
unidades Testemunha Gesso Calcário Calcário +
Gesso valor p Soja N g kg-1 44.5 b 47.6 b 53.1 a 55.2 a <0.001 P g kg-1 3.10 b 3.27 ab 3.30 a 3.30 a 0.0472 K g kg-1 20.6 a 19.8 a 21.5 a 20.4 a 0.1150 Ca g kg-1 5.52 c 8.02 a 6.60 b 7.70 a <0.001 Mg g kg-1 3.97 c 4.62 c 8.35 a 6.87 b <0.001 S g kg-1 2.15 b 3.15 a 2.37 b 2.85 a 0.0034 Fe mg kg-1 125 a 110 a 104 a 103 a 0.2765 Mn mg kg-1 172 a 148 b 93.1 c 84.5 c <0.001 Cu mg kg-1 6.70 a 6.12 a 7.27 a 6.91 a 0.8280 Zn mg kg-1 54.6 a 56.4 a 33.1 b 34.9 b <0.001
3+
sobretudo em camada mais profundas (Costa et al., 2018; Crusciol et al., 2019). Contudo, quando combinado gesso com calcário e o mesmo é aplicado, os resultados foram consideravelmente relevantes aos obtidos somente com calcário. Da maneira que, o pH atua nas mudanças do solo (Lammel et al., 2018), o calcário apresenta seu resultado mais destacado. Porém, o calcário tem limitações referente a sua eficácia pois a mesma é limitada às camadas superficiais, especialmente em aplicações superficiais no sistema plantio direto, visto que o calcário apresenta uma solubilidade e mobilidade menor comparada ao gesso no solo (Caires et al., 2011). Dessa forma, a aplicação convencional de calcário apresenta uma adversidade expressiva; assim, a adição de gesso ao calcário pode ser uma solução potencial para resultados mais eficientes. Nesse cenário, o gesso se torna um insumo complementar ao calcário, mas não um substituto.
Por via de regra, os teores foliares de N, P, Ca, Mg e S foram influenciadas positivamente pelos tratamentos com calagem (independente do gesso), embora o teor de micronutriente nas folhas tenha diminuído nesses tratamentos, da mesma forma que no solo (Tabela 2). Segundo Malavolta et al. (1997). Para a soja, todos os macronutrientes foram encontrados dentro da faixa ideal de desenvolvimento. Em relação aos micronutrientes, o conteúdo foliar estava dentro da faixa ideal para o seu desenvolvimento em todos os tratamentos utilizados. Em regiões tropicais com baixa precipitação ou com períodos sazonais com falta de chuva, o calcário e a aplicação combinada de calcário + gesso podem aumentar significativamente a fertilidade do solo (Caires et al., 2011; Costa et al., 2018; Crusciol et al., 2019), conforme observado em nossos resultados. A melhoria do perfil do solo resulta em plantas mais estabelecidas, capazes de suportar períodos com baixa pluviosidade (Carmeis Filho et al., 2017).
5.2 PARÂMETROS DE TROCA DE GÁS
Dentre as avaliações feitas nas culturas do milho e da soja, os resultados obtidos em ambas foram semelhantes. A taxa fotossintética líquida (A) (Fig. 1A e D), a condutância estomática (gs) (Fig. 1B e E) e a eficiência no uso da água (EUA) (Fig. 1C e F) foram aumentadas pela calagem, isoladamente ou associada ao gesso em ambos. O gesso resulta em resultados superiores ao tratamento controle, mas longe do obtido quando o cal é adicionado ao sistema de cultivo.
Figura 1. Taxa líquida de fotossíntese (A e D), condutância estomática (B e E) e eficiência no uso da água (C e
F) em folhas de milho e soja, respectivamente, sob diferentes tratamentos [testemunnha (T), gesso (G), calcário (C) e calcário + gesso (C + G)]. Letras minúsculas diferentes indicam diferenças significativas entre os tratamentos pelo teste t de Student com p ≤ 0,05. As barras de erro expressam o erro padrão da média (n = 4).
Os solos com alta fertilidade atingidos pela aplicação de calcário e calcário + gesso, beneficiaram as plantas de milho e soja com maior nutrição de plantas (Tabela 1), dessa forma, contribuindo na melhora da síntese de clorofilas e carotenoides. A clorofila é uma parte importante do ciclo de Calvin-Benson-Bassham e é responsável pela captura da luz solar durante a atividade fotossintética das plantas (Croft et al., 2017; Busch, 2020), enquanto os carotenoides são responsáveis por adaptar os plastídios ao estresse, condicionam a luz e a dissipação de energia, evitando a produção excessiva de espécies reativas ao oxigênio ROS (Granot e Stein, 2019).
A melhora na síntese de clorofila e carotenoides, portanto, colaborou para as plantas desenvolverem um potencial fotossintético superior. Os valores de A, EUA e gs também foram aumentados com a aplicação de calcário isolado ou em combinação com gesso (Fig. 1) resultando em uma maior fixação de carbono pelas plantas (Reis et al., 2018).
O Rubisco, é uma enzima envolvida na fixação do carbono, que impulsiona a assimilação do CO2 (Busch, 2020), que também foi maior com aplicações de calcário isolado e combinadas com gesso (Fig. 1 C e F). Dessa forma a enzima do Rubisco, teve sua performance alterada principalmente pela presença de Ca 2+ e Mg 2+ nas plantas de milho e soja, enquanto os elementos que mais depreciaram esses resultados, obtiveram maior quantidade nos tratamentos controle e apenas no gesso, foi Mn para milho e Al 3 + para soja.
O magnésio é o cátion divalente mais abundante no citosol da planta, sendo responsável por atuar em vários processos fotossintéticos, participando da composição da molécula de clorofila, da ativação do Rubisco no processo de carboxilação, até a partição dos fotoassimilados pelos tecidos vegetais (Ceylan et al., 2016).
O cálcio também desempenha um papel importante em várias vias fotossintéticas (Wang et al., 2019). Esse elemento pode afetar as trocas gasosas relacionadas à fotossíntese através da regulação do movimento estomático (Song et al., 2014). Várias proteínas fotossintéticas são reguladas direta ou indiretamente pelo cálcio (Wang et al., 2019). É importante mencionar que o Ca 2 + do solo desempenha um papel importante na sinalização e no crescimento radicular, proporcionando às plantas maior capacidade de absorção de água e outros nutrientes (Ritchey et al., 1995).
Em ambientes com baixa disponibilidade de Ca 2 + e Mg 2 +, os teores de Mn e Al 3 + são geralmente abundantes e limitantes do crescimento das plantas (Roth e Pavan, 1991; Crusciol et al., 2019).
6 CONCLUSÕES
Conclui-se que utilização dos insumos agrícolas calcário e gesso associados são fundamentais no desenvolvimento de plantas pois tal associação resulta no acréscimo de macronutrientes e sua absorção em superfície e em camadas mais profundas, além da queda da concentração do Al3+. Além disso contribui diretamente no aumento do potencial fotossintético da planta, auxiliando no acréscimo da síntese de enzimas fundamentais e também concedendo nutrientes essenciais no processo fotossintético como Ca 2+ e Mg 2+.
7 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS
ALVES RAMOS, Lucélia; Nolla, Antonio; Korndörfer, Gaspar Henrique; Seron Pereira, Hamilton; Sartori de Camargo, Monica REATIVIDADE DE CORRETIVOS DA ACIDEZ E CONDICIONADORES DE SOLO EM COLUNAS DE LIXIVIAÇÃO Revista Brasileira de Ciência do Solo, vol. 30, núm. 5, 2006, pp. 849-857 Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Viçosa, Brasil.
ALVARENGA, R. C.; CABEZAS, W. A. L.; CRUZ, J. C.; SANTANA, D. P. Plantas de cobertura de solo para sistema plantio direto. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v. 22, n. 208, p. 25-36, jan./fev. 2001.
BONATO, Emídio Rizzo; BONATO, Ana Lidia Variani. A SOJA NO BRASIL: História e Estatística. Londrina: Embrapa, 1987
BAMBOLIM, A.; CAIONE, G.; SOUZA, N. F.; SEBEN-JUNIOR, G. F.; FERBONINK, G. F. Calcário líquido e calcário convencional na correção da acidez do solo. Revista de Agricultura Neotropical, Cassilândia-MS, v. 2, n. 3, p.34–38, jul./set. 2015.
BUSCH, F.A., 2020. Photorespiration in the context of Rubisco biochemistry, CO2 diffusion, and metabolism. Plant J. 101, 919–939.
CAIRES, E. F; GUIMARÃES, A. M. Recomendação de gesso para solos sob plantio direto da região sul do Brasil. In: FERTBIO 2016, Goiânia. Rumo aos novos desafios, 2016.
CAIRES, E. F.; BANZATTO, D. A.; FONSECA, A. F. CALAGEM NA SUPERFÍCIE EM SISTEMA PLANTIO DIRETO Revista Brasileira de Ciência do Solo, vol. 24, núm. 1, 2000, pp. 161-169 Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Viçosa, Brasil.
CAIRES, E. F. et al. Alterações químicas do solo e resposta da soja ao calcário e gesso aplicados na implantação do sistema plantio direto. Rev. Bras. Ciênc. Solo, Viçosa , v. 27, n. 2, p. 275-286, Apr. 2003.
CAIRES, E.; HALISKI, A.; BINI, A. R.; SCHARR, D. A. Surface liming and nitrogen fertilization for crop grain production under no-till management in Brazil. European Journal of Agronomy, v. 66, p. 41-53, 2015.
CAIRES, E.F., Joris, H.A.W., Churka, S., 2011. Long‐term effects of lime and gypsum additions on no‐till corn and soybean yield and soil chemical properties in southern Brazil. Soil Use and Management 27 (1), 45-53.
CANTARELLA, H.; VAN RAIJ, B.; CAMARGO, C. E. O. Cereais. In: VAN RAIJ, B.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J. A.; FURLANI, A. M. C. (Ed.). Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo, 2nd ed. Bol. Tec. 100. 2. ed. Campinas: IAC, 1997. p. 40–54.
COSTA C. H. M.; CARMEIS FILHO, A. C. A.; CRUSCIOL, C. A. C.; SORATTO, R. P.; GUIMARÃES, T. M. Intensive annual crop production and root development in a tropical acid soil under long-term no-till and soil-amendment management. Crop and Pasture Science, v. 69, p. 488-505, 2018.
CEYLAN, Y., Kutman, U.B., Mengutay, M., Cakmak, I., 2016. Magnesium applications to growth medium and foliage affect the starch distribution, increase the grain size and improve the seed germination in wheat. Plant and Soil 406(1-2), 145-156. doi: 10.1007/s11104-016-2871-8
CRUSCIOL, C. A.; ARTIGIANI, A. C.; ARF, O.; CARMEIS FILHO, A. C.; SORATTO, R. P.; NASCENTE, A. S.; ALVAREZ, R. C. Soil fertility, plant nutrition, and grain yield of upland rice affected by surface application of lime, silicate, and phosphogypsum in a tropical no-till system. Catena, Amsterdam, v. 137, p. 87-99, 2016.
CAMARA, Rodrigo Kurylo; KLEIN, Vilson Antonio. Escarificação em plantio direto como técnica de conservação do solo e da água. Rev. Bras. Ciênc. Solo, Viçosa , v. 29, n. 5, p. 789-796, Oct. 2005.
CRUSCIOL, C.A.C., Marques, R.R., Carmeis Filho, A.C.A., Soratto, R.P., Costa, C.H.M., Ferrari Neto, J., Castro, G.S.A., Pariz, C.M., Castilhos, A.M., Franzluebbers, A.J., 2019. Lime and gypsum combination improves crop and forage yields and estimated meat production and revenue in a variable charge tropical soil. Nutrient Cycling in Agroecosystems 115, 1-26.
CROFT, H., Chen, J.M., Luo, X., Bartlett, P., Chen, B., Staebler, R.M., 2017. Leaf chlorophyll content as a proxy for leaf photosynthetic capacity. Global change biology, 23(9), 3513-3524.
DALL'AGNOL, Amélio et al. O complexo agroindustrial da soja brasileira. Londrina: Embrapa, 2007. 12 p.
EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa dos Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: EMBRAPA/CNPS, 2013. 353 p.
GRANOT, D., & Stein, O. (2019). An overview of sucrose synthases in plants. Frontiers in plant science, 10, 95.
HOLZSCHUH, J. M. Eficiência do calcário calcítico e dolomítico na correção da acidez de solos sobre plantio direto. 2007. 85. f. Dissertação (Mestrado em Ciência do solo) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2007.
INAGAKI, T. M.; MORAES SÁ, J. C. de; CAIRES, E. F.; GONÇALVES, D. R. P. Why does carbon increase in highly weathered soil under no-till upon lime and gypsum use?. Science of The Total Environment, v. 599, p. 523-532, 2017.
KAMINSKI, João et al . Eficiência da calagem superficial e incorporada precedendo o sistema plantio direto em um argissolo sob pastagem natural. Rev. Bras. Ciênc. Solo, Viçosa , v. 29, n. 4, p. 573-580, July 2005.
LAMMEL, D.R., Barth, G., Ovaskainen, O., Cruz, L.M., Zanatta, J.A., Ryo, M., Souza, E. M., Pedrosa, F.O., 2018. Direct and indirect effects of a pH gradient bring insights into the mechanisms driving prokaryotic community structures. Microbiome, 6 (1), 1-13.
MATTOS JR, D.; CANTARELLA, H.; VAN RAIJ, B. Manuseio e conservação de amostras de solo para preservação do nitrogênio inorgânico. Revista brasileira de ciência do solo, v. 19, n. 3, p. 423-431, 1995.
MALVESTITI, Jacqueline A.; SOARES, Marcio R.; CASAGRANDE, José Carlos. Potencial de extratos vegetais de cana-de-açúcar na neutralização da acidez do solo por método laboratorial. Revista de Ciências Agrárias, [s.l.], v. 60, n. 4, p.237-301, 2017. Tikinet Edicao Ltda. - EPP. http://dx.doi.org/10.4322/rca.2242.
MALAVOLTA, E.; Vitti, G. C.; Oliveira, S. A. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2. ed. Piracicaba: POTAFOS, 1997. 319p.
MEDEIROS, João Carlos; Albuquerque, Jackson Adriano; Mafra, Álvaro Luiz; Dalla Rosa, Jaqueline; Colpo Gatiboni, Luciano Relação cálcio:magnésio do corretivo da acidez do solo na nutrição e no desenvolvimento inicial de plantas de milho em um Cambissolo Húmico
Álico Semina: Ciências Agrárias, vol. 29, núm. 4, octubre-diciembre, 2008, pp. 799-806 Universidade Estadual de Londrina Londrina, Brasil
NOGUEIRA, K. B.; ROQUE, C. G.; BORGES, M. C. R. Z.; TROLEIS, M. J. B.; BARRETO, R. F.; Oliveira, M. P. Atributos físicos do solo e matéria orgânica sob dois manejos e efeito residual da aplicação de calcário e gesso agrícola. Revista de la Facultad de Agronomía, Maracaibo, v. 115, n.1, p.45-54, 2016.
RAIJ, B. Van; ANDRADE J. C.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J. A. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais. Campinas: Instituto Agronômico, 2001.
SFREDO, Gedi Jorge. SOJA NO BRASIL: CALAGEM, ADUBAÇÃO E NUTRIÇÃO MINERAL. Londrina: Embrapa, 2008.
SOUZA, D.M.G.; LOBATO, E.; REIN, T.A. Uso do gesso agrícola nos solos do cerrado. Embrapa Cerrado – Circular Técnica, 32. Planaltina –DF, 19p. 2005.
PAVAO, Andressa Rodrigues; FERREIRA FILHO, Joaquim Bento de Souza. Impactos econômicos da introdução do milho Bt11 no Brasil: uma abordagem de equilíbrio geral inter-regional. Rev. Econ. Sociol. Rural, Brasília , v. 49, n. 1, p. 81-108, Mar. 2011.
RHEINHEIMER, Danilo dos Santos et al . Aplicação superficial de calcário no sistema plantio direto consolidado em solo arenoso. Cienc. Rural, Santa Maria , v. 30, n. 2, p. 263-268, Apr. 2000.
REIS, A.R., Lisboa, L.A.M., Reis, H.P.G., Queiroz-Barcelos, J.P., Santos, E.F., Santini, J.M.K., Meyer-Sand, B.R.V., Putti, F.F., Galindo, F.S., Kaneko, F.H., Barbosa, J.Z., Paixão, A.P., Furlani-Junior, E., Figueiredo, P.A.M., Lavres, J. (2018) Depicting the physiological and ultrastructural responses of soybean plants to Al stress conditions. Plant Physiology and Biochemistry 130, 377-390
RITCHEY, K.D., Feldhake, C.M., Clark, R.B., Sousa, D.M.G., 1995. Improved water and nutrient uptake from subsurface layers of gypsum-amended soils. In: Karlen, D.L. et al. (Ed.), Agricultural Utilization of Urban and Industrial By-Products. ASA Spec. Publ., vol. 58. ASA, CSSA, and SSSA, Madison. WI, pp. 157–181.
ROTH C. H.; Pavan M. A. Effects of lime and gypsum on clay dispersion and infiltration in samples of a Brazilian Oxisol. Geoderma, v. 48, p. 351-361, 1991.
TENNANT, D. A test of a modified line intersect method of estimating root length. The Journal of Ecology, p. 995-1001, 1975.
ZOCA, S.M., Penn, C., 2017. Uma ferramenta importante, sem manual de instruções: uma revisão do uso de gesso na agricultura. Avanços na Agronomia 144, 1-44.
WANG, Q., Yang, S., Wan, S., & Li, X. (2019). The significance of calcium in photosynthesis. International journal of molecular sciences, 20(6), 1353.
