Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761
Irrigação por déficit e esterco bovino aumentam a produtividade da água
da alface
Deficit irrigation and cattle manure increase lettuce water productivity
DOI:10.34117/bjdv6n5-051
Recebimento dos originais: 05/05/2020 Aceitação para publicação: 05/05/2020
Joslanny Higino Vieira
Mestranda em Engenharia Agrícola Instituto: Universidade Federal de Viçosa
Endereço: Av. Peter Henry Rolfs, s/n - Campus Universitário, Viçosa - MG, 36570-900
Laylton de Albuquerque Santos
Mestrando em Agricultura e Ambiente Instituto: Universidade Federal de Alagoas
Endereço: Av. Manoel Severino Barbosa - Bom Sucesso, Arapiraca - AL, 57309-005
Jesiele Silva da Divincula
Doutoranda em Engenharia Agrícola
Instituto: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Endereço: Rua Manuel de Medeiros, s/n, 52171-900, Dois Irmãos, Recife, PE, Brasil
Lúcia Jacinta Silva Santos
Mestranda em Agricultura e Ambiente Instituto: Universidade Federal de Alagoas
Endereço: Av. Manoel Severino Barbosa - Bom Sucesso, Arapiraca - AL, 57309-005
Thaís Rayane Gomes da Silva
Mestranda em Agricultura e Ambiente Instituto: Universidade Federal de Alagoas
Endereço: Av. Manoel Severino Barbosa - Bom Sucesso, Arapiraca - AL, 57309-005
Márcio Aurélio Lins dos Santos
Doutor na Área de Ciências Agrárias Universidade Federal de Alagoas
Endereço: Av. Manoel Severino Barbosa - Bom Sucesso, Arapiraca - AL, 57309-005
RESUMO
O objetivo desta pesquisa foi caracterizar a produção da alface sob diferentes lâminas de água e níveis de esterco bovino. O experimento foi realizado na UFAL, Campus de Arapiraca. O delineamento foi inteiramente casualizado, disposto em fatorial 5 x 6, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos de cinco lâminas de água (L): 50, 75, 100, 125 e 150% da
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 Evapotranspiração da Cultura (ETc) e seis níveis de adubação bovina: 0 (testemunha), 50, 75, 100, 125, e 150% da recomendação. Utilizou-se o sistema de irrigação localizado por gotejamento. Aos 30 dias após o transplantio foi feita a colheita. Os dados foram tabulados e submetidos à análise de variância pelo teste F (p<0,05) no software R. O fator lâminas de água influenciou o índice de clorofila a. Houve interação entre os fatores para produtividade de água. A eficiência no uso de composto orgânico foi influenciada pela adição de adubo.
Palavras-chave: Lactuca sativa L.; Evapotranspiração da Cultura; Composto orgânico.
ABSTRACT
The objective of this research was to characterize the production of lettuce under different layers of water and levels of bovine manure. The experiment was carried out at UFAL, Campus de Arapiraca. The design was completely randomized, arranged in a 5 x 6 factorial, with three replications.The treatments consisted of five water depths (L): 50, 75, 100, 125 and 150% of the crop evapotranspiration (ETc) and six levels of bovine fertilization: 0 (control), 50, 75, 100, 125 , and 150% of the recommendation. The localized drip irrigation system was used. At 30 days after transplanting, the harvest was performed. The data were tabulated and submitted to analysis of variance by the F test (p <0.05) by the software R. The water depth factor influenced the chlorophyll index a. There was interaction between the factors for water productivity. The efficiency in the use of organic compost was influenced by the addition of fertilizer.
Keywords: Lactuca sativa L.; Culture evapotranspiration; Organic compost.
1 INTRODUÇÃO
A alface (Lactuca sativa L.) está entre as folhosas com maior produção mundial. Em 2018, sua produção global chegou a mais de 27 milhões toneladas (FAO, 2019). No Brasil, o comércio e o consumo dessa hortaliça se devem, entre outros fatores, as suas características de alta produtividade, rentabilidade e baixo capital investido (SANTOS et al., 2015), além disso, há facilidade de aquisição e pode ser cultivada durante o ano inteiro (OLIVEIRA et al., 2004).
A alface é uma cultura exigente em água, tornando importante o manejo adequado da irrigação (FILGUEIRA, 2013), principalmente em regiões tropicais de clima quente e seco como o semiárido do Nordeste brasileiro, onde a evapotranspiração supera a precipitação anual e para garantir a produção agrícola a irrigação se torna uma opção indispensável (GHEYI et al., 2016). No estado de Alagoas, a condição climatológica é caracterizada pela irregularidade da precipitação pluviométrica (BARROS et al., 2012), consequentemente para se obter a máxima eficiência desse recurso hídrico, como também preservar o valor econômico da olerícola no comércio, o planejamento e o manejo da irrigação devem ser adotados.
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 A aplicação de adubo orgânico se constitui como uma das principais formas de adubação utilizadas, devido aos benefícios que pode proporcionar a microbiótica, macronutrientes e micronutrientes do solo, como também, o baixo custo de aquisição (FILGUEIRA, 2013). Miguel, Domingos e Nabais, (2019), no Timor-Leste, Kim et al.(2017), na Coreia do Sul, Nunes et al. (2017), no Ceará e Santos et al. (2015), em Alagoas, estudaram o uso de adubação bovina no cultivo da alface e obtiveram resultados positivos para a produtividade da cultura. Farias et al. (2017), afirmam que o uso de adubo orgânico é fundamental para o bom desenvolvimento da alface. Além disso, o uso de adubação de origem animal implementa uma filosofia de aproveitamento dos recursos renováveis locais, promovendo sustentabilidade ecológica (TREADWELL et al., 2007). Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi caracterizar a produtividade da alface, submetida a diferentes doses de composto orgânico bovino e lâminas de irrigação, a fim de obter uma produção sustentável dessa olerícola.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 AREA EXPERIMENTAL
O estudo foi desenvolvido no período de 22 de março a 21 de abril de 2017, na área experimental do Grupo de Pesquisa, Extensão e Inovação Tecnológica em Manejo de Água para Irrigação (Grupo IRRIGA) do Campus de Arapiraca, da Universidade Federal de Alagoas, que está situada em uma área de transição entre a Zona da Mata e o Sertão alagoano, com as coordenadas geodésicas de 9º 45' 01'' de latitude sul e 36º 41' 15'' de longitude oeste, com altitude de 325 m.
O clima local, de acordo com a classificação de Köppen, é do tipo ‘As’, isto é, tropical chuvoso com estação seca. A precipitação anual é de, aproximadamente, 854 mm que são distribuídas de maneira irregular ao longo do ano, com a estação chuvosa sendo em maio a agosto (XAVIER; DORNELLAS, 2010).
O solo da região é classificado como Latossolo Amarelo Vermelho Distrófico, com textura franco-arenosa, tendo as seguintes características químicas nos primeiros 0,20 m de profundidade, pH de 6,3; 56,0 mg dm-3 de P; 33,0 mg dm-3 de Na; 69,0 mg dm-3 de K; 1,6 cmolc dm-3 de Ca; 0,6 cmolc dm-3 de Mg; 0,01 cmolc dm-3 de Al e 0,93% de matéria orgânica.
2.2 PREPARO E PLANTIO NA ÁREA
Na área experimental foram confeccionados 12 canteiros com 5,0 m x 1,0 m x 0,2 m de comprimento, largura e altura, respectivamente. Cada canteiro possuía cinco parcelas de um
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 metro quadrado, sendo esta a unidade experimental de cada tratamento. A cultivar da alface (L. sativa L.) utilizada foi a veneranda. Realizou-se o transplantio das mudas com 30 dias após a germinação (DAG). O espaçamento utilizado foi de 0,25 m entre plantas e 0,30 m entre fileiras.
2.3 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
O delineamento experimental adotado foi em inteiramente casualizado (DIC), com três repetições, em um fatorial 5 x 6, totalizando 90 parcelas experimentais. Os tratamentos foram constituídos de cinco níveis de irrigação: baixo (50% da ETc), moderado (75% da ETc), adequado (100% da ETc), excessivo (125% da ETc) e muito excessivo (150% da ETc) da Evapotranspiração da Cultura (ETc), expressa em mm dia -1, correlacionados a seis níveis de adubação bovina: 0 (testemunha), 50, 75, 100, 125, e 150% da recomendação de Cavalcante et al. (2008), de 5 kg m-2.
2.4 LISIMETRIA E EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA
Para determinar a evapotranspiração da cultura (ETc), foram instalados cinco lisímetros de drenagem próximo a área experimental. Eles foram construídos com recipientes circulares de polietileno, e possuíam diâmetro superior de 0,28 m com área, aproximada, de 0,06 m2. Os lisímetros foram saturados por 24 horas, em seguida os drenos foram abertos para drenar a água livre e atingir a capacidade de campo, conforme descrito por Divincula et al., (2019). Efetivou-se a aplicação de volume conhecido nos recipientes lisimétricos e as coletas dos drenos dos lisímetros em uma frequência diária, utilizando uma adaptação da equação de ETc (Equação 1), descrita por Camargo (1962), para determinar a ETc, onde eram excluídos os valores extremos do volume aplicado (LA; equação 2) e do drenado (LD; equação 3), de acordo
com Santos et al. (2019). A precipitação pluviométrica era verificada diariamente, no mesmo horário da coleta dos drenos, através de pluviômetro.
ETc = LA – LD + P (1)
LA = [∑(VA) – maior (VA) – menor (VA)] . (n – 2)-1 . A-1 (2)
LD = [∑(VD) – maior (VD) – menor (VD)] . (n – 2)-1 . A-1 (3)
Em que: ETc = Evapotranspiração da cultura (mm); LA = lâmina aplicada (mm); LD =
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 volume drenado do lisímetro (L); n = número de lisímetros instalados (un); A = área interna da bordadura do lisímetro (m2).
2.5 CONDIÇÕES DE IRRIGAÇÃO
O sistema de irrigação utilizava três fitas gotejadoras espaçadas a 0,30 m na parcela experimental, o que proporcionavam a planta volume de água de 0,69; 0,84; 1,02; 1,30 e 1,64 de vazão em L/h, respectivamente para as 5 lâminas da ETc. Estas vazões foram averiguadas pelo teste de coeficiente de uniformidade do sistema (CUD), além disso, havia um registro em cada parcela para controlar o tempo de aplicação dos tratamentos.
2.6 ÍNDICE DE CLOROFILA A
O índice de clorofila a (Chl a) foi determinado por um medidor de clorofila SPAD-502 (Soil Plant Analysis Development) que fornece medidas não destrutivas. Foram realizadas três leituras em cada uma das três plantas centrais de cada parcela experimental aos 30 dias após o transplantio (DAT).
2.7 PRODUTIVIDADE DE ÁGUA (PA)
A produtividade da água (PA) foi obtida pela metodologia descrita por Nunes et al. (2017), no qual calcula-se a relação entre a produtividade comercial da cultura e a quantidade de água aplicada, conforme a Equação 4.
PA = Y . I-1 (4)
Em que: PA = produtividade da água (kg ha-1 mm-1); Y = produtividade (kg ha-1); I = lâmina de água aplicada (mm).
2.8 EFICIÊNCIA DE USO DO COMPOSTO ORGÂNICO (EUC)
A eficiência de uso do composto orgânico foi calculada através da relação entre o incremento da produtividade pela quantidade de esterco bovino aplicado em um determinado tratamento, conforme a Equação 5.
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 Em que: EUC = eficiência do uso do composto orgânico, em kg de alface por kg de esterco aplicado (kg kg-1); Y = produtividade da alface (kg ha-1); Ct = quantidade de esterco bovino (kg ha-1); t = níveis de tratamento; 0 = tratamento controle.
2.9 ANÁLISE DE DADOS
Os dados foram tabulados e submetidos à análise de variância pelo teste F (p < 0,05) e a análise de regressão para o desdobramento dos tratamentos pelo software R (R Core Team, 2018).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 ÍNDICE DE CLOROFILA A
O nível de clorofila a (Chl a) foi influenciada pelas lâminas de irrigação (tabela 1). O nível de irrigação baixo (50% da ETc) proporcionou o maior índice de clorofila quando comparado aos demais estudados (Figura 1). O ponto máximo no índice SPAD é encontrada na reposição da ETc em 50,0%, com resposta de 18,07 em clorofila.
Tabela 1. Resumo da análise de variância de Clorofila (Chl a), Produtividade de água (PA) e eficiência do uso do composto orgânico (EUC) para as lâminas de irrigação e adubação bovina
FV GL Chl a PA EUC Lâmina (L) 4 87,45** 44,48 ns 11311 ns Adubação (A) 5 1,738ns 539,04 ns 31975 ** L x A 20 12,822ns 10,68** 5853 ns Resíduo 60 10,173 2,9 7232 CV (%) 20,82 7,88 23,06
* e ** - significativo a 5% e 1% de probabilidade, respectivamente; ns – não significativo
Esses resultados podem ter ocorrido devido ao estresse hídrico aumentar a concentração fenólica total e a capacidade antioxidante da alface (OH, CAREY E RAJASHEKAR, 2010), pois em casos onde há o estresse progressivo longo, juntamente com algum outro fator ambiental, a capacidade fotossintética do sistema da planta acaba sendo prejudicada (MEHER et al., 2018).
Diferentemente do encontrado nesta pesquisa, o estresse hídrico afetou a fotossíntese, na cultura do amendoim, cujo maior teor de clorofila a e b foi observado nas folhas de controle, que possuíam lâmina de 100% da irrigação (MEHER et al., 2018). O déficit hídrico diminuiu
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 significativamente a Chl a das mudas de Juglans, e segundo LIU et al. (2019), isso poderia ser a principal causa de inativação da fotossíntese, manifestada pela redução dos parâmetros de troca gasosa.
Figura 1. Nível de clorofila a (Chl a) da alface cv. veneranda (%) em função das lâminas de irrigação.
Montesano et al. (2016), estudaram o controle de irrigação baseado em sensores de umidade da alface em dois limiares de conteúdo volumétrico da água (0,30 e 0,40 m3/m3) e
observaram que o teor de clorofila foliar, a taxa líquida de assimilação de CO2, a condutância
estomática e a transpiração foliar foram semelhantes em todos os tratamentos, ou seja, para os conteúdos de água estudados não houve diferença significativa.
3.2 PRODUTIVIDADE DE ÁGUA (PA)
A produtividade de água obteve resposta interativa para os fatores estudados (Tabela 1). A equação de ajuste é PA = – 7,183. 10-4 L2 - 1,694. 10-4 A2 + 2,527. 10-6 L*A + 0,01297 A + 0,01222 L + 8,043 | R2 = 0,799, essa equação permite encontrar os valores máximos e mínimos da interação dos fatores (Figura 2).
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 Figura 2. Produtividade de água da alface cv. veneranda (kg ha-1) em função da interação dos fatores
irrigação (%) e adubação bovina (%), em superfície de resposta (a) e isoquantas (b).
A correlação de uma adubação de 0% (testemunha) com o nível de irrigação baixo (50% da ETc) gera uma resposta de 12,36 kg ha-1. No caso do cultivo com a mesma lâmina e adubação a 150% do recomendado a resposta é de 10,21 kg ha-1, contudo, não há diferença significativa nos tratamentos sem adubação (0 kg m-2) em função das lâminas de irrigação.
Nas situações dos níveis de irrigação moderado (75% da ETc) e adequado (100% da ETc), quando implementada juntamente com a maior dose de adubação (150%), obtiveram retorno equivale a 29,10 kg ha-1. Esse resultado indica que a lâmina moderada pode ser utilizada no cultivo da alface e implementar, nas condições deste experimento, um retorno igualitário a uma lâmina a 100% da ETc. Canuto et al., (2019), encontram maiores eficiências no uso de água pela alface nos tratamentos com esterco bovino com a adição de biochar de casca de café e esterco bovino com biochar de borra de café, com redução acentuada da evapotranspiração da planta.
A aplicação da lâmina de 100% da ETc com a adubação recomendada (100%), que é normalmente utilizada pelos produtores, indica uma produtividade média de 24,60 kg ha1 para
a cultivar veneranda. Peres et al. (2016), estudando a produtividade de água para seleção de cultivares de alface, com lâmina a 100% da ETc encontrou valores de 67,3, 58,8 e 61,2 kg m
-3 para as cultivares Elisa, Florence e Verônica, respectivamente. Esses valores superiores de
outras cultivares podem estar relacionados ao fato da cultivar veneranda ter peso inferior em relação a outras cultivares no mercado (SANTOS LIMA et al., 2018), o que resulta numa produtividade de água menor mesmo quando irrigada e adubada a 150% do recomendado.
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 O comportamento da produtividade de água tem resposta quadrática decrescente ao usar os níveis de irrigação excessiva (125% da ETc) e muito excessiva (150% da ETc) em conjunto com os níveis de 125 e 150% da adubação, isso pode estar relacionado ao fato do excesso de água e adubo terem sido fatores convertidos em estresse biótico para a alface.
É importante ressaltar que existem diversos tipos de estresse que as plantas podem sofrer, um deles é o hídrico, que ocorre por falta ou excesso de água (BIANCHI et al, 1998). Uma planta em ambiente de excesso de água pode exibir estresse por deficiência de oxigênio nas raízes e redução na absorção de nutrientes e água devido à falta de energia (TAIZ et al., 2017), como no solo, a aplicação excessiva de água, pode ocasionar lixiviação de nutrientes para profundidades não acessíveis para a cultura (FREIRE et al., 2013).
3.3 Eficiência de uso do composto orgânico (EUC)
A eficiência de uso do composto orgânico foi influenciada pelas quantidade de adubo utilizada com nível de significância a 1% (Tabela 1). A aplicação da dose de 50, 75, 100, 125 e 150% de adubação orgânica gerou um aumento de 63, 85, 100, 108 e 110% em relação a testemunha (sem adubação) (Figura 3).
A aplicação de esterco bovino aumenta as concentrações de macro e micronutrientes, em especial de nitrogênio e potássio (PRIMO et al., 2010), como também melhora as propriedades físicas do solo, uma vez que a prática da adubação reduziu a estabilidade dos agregados maiores, aumenta os macroporos e diminuiu a densidade do solo (ANDREOLA, COSTA E OLSZEVSKI, 2000), além disso, o papel da matéria orgânica, como fonte de substrato, para o metabolismo microbiano é altamente benéfico no solo (GAMA-RODRIGUES et al., 2018).
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761 Figura 3. Produtividade média da alface cv. veneranda (kg ha-1) em função de diferentes doses de
adubo orgânico (%).
A equação ajustada permite a estimativa da máxima produtividade da alface que equivale a 6610,78 kg ha-1 em cultivo com 143,7% da dose de adubação bovina. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados por Farias et al. (2017) e Nunes et al. (2017), cujas plantas adubadas com esterco bovino apresentam resultados superiores aos das plantas não adubadas.
Considerando que uma vaca de leite produz cerca de 25kg de dejetos por dia, que podem ser usados em pequenas propriedades onde há necessidade de minimizar gastos e maximizar ganhos (OLIVEIRA et al., 2018).
4 CONCLUSÃO
A irrigação com reposição a 75% ETc pode ser usada na produção da alface Veneranda a fim de promover economia de água, além de fornecer um aumento expressivo de clorofila, como também da produtividade de água. Já a adubação bovina se torna mais eficiente a 143,7% do recomendado.
Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.5, p.24498-24510 may. 2020. ISSN 2525-8761
AGRADECIMENTOS
Os autores gostariam de agradecer a Universidade Federal de Alagoas. Além disso, exaltam que o presente trabalho foi realizado com o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) e com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Brasil (CNPq).
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