Efeito da aplicação de manganês no rendimento e na qualidade de sementes de soja

Effect of manganese application on yield and seed quality of soybean

Efeito da aplicação de manganês no rendimento e na qualidade de sementes de soja¹

Effect of manganese application on yield and seed quality of soybean

Eliseu Norberto MannI, ²; Pedro Milanez de ResendeII, ³; Renata Silva MannI, ²; Janice Guedes de CarvalhoIII, ⁴; Édila Vilela de Resende Von PinhoII, ³

^IUniversidade Federal de Sergipe, Dep. de Agronomia, Av. Marechal Rondon, s/n^o, CEP 49100-000 São Cristóvão, SE

^IIUfla, Dep. de Agricultura, Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras, MG

^IIIUfla, Dep. de Ciências do Solo

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O desequilíbrio nutricional, principalmente dos micronutrientes, tem sido um dos fatores para perdas na produção de sementes. Esses nutrientes desempenham papel em rotas bioquímicas que garantem a formação de lipídeos, proteínas e ainda contribuem na estruturação das membranas celulares. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aplicação de Mn na folha e no solo, sobre o rendimento e a qualidade de sementes de soja, cultivares Conquista e Garimpo. A qualidade das sementes foi avaliada por meio de testes de germinação, envelhecimento artificial, condutividade elétrica, índice de velocidade de emergência e pela determinação dos teores de proteína e óleo. Verificaram-se aumentos na produtividade, na germinação, no vigor e nos teores de proteína e óleo das sementes e no teor de Mn na planta, nas duas formas de aplicação do Mn, com maior grau de eficiência da aplicação na folha.

Termos para indexação:Glycine max, aplicação foliar, vigor da semente, solo, produtividade.

ABSTRACT

The nutritional unbalance, mainly with micronutrients, has contributed for losses in seeds yields. These nutrients are carrying out in biochemistry paths responsible for metabolism of lipids, proteins, and structure in cells membranes. The objective of this work was to evaluate the influence of Mn application (leaf or soil) on yield and seed quality of two soybean cultivars, Garimpo and Conquista. Seed quality was assessed through germination test, accelerated ageing, electrical conductivity, emergence speed, protein and oil content. The application of Mn in the soil or sprayed on the leaves increased its content in plant tissue, improved seed quality by increasing its protein and oil content as well as its germination and vigor. The Mn sprayed on the leaves was more efficient than when this nutrient was applied in the soil.

Index terms:Glycine max, foliar spray, seed vigor, soil, productivity.

Introdução

Sintomas de deficiência de Mn comumente ocorrem em situações de cultivo em solos com baixa fertilidade natural, com a utilização intensiva de técnicas agrícolas, que promovem a retirada crescente de micronutrientes, sem a reposição, e em casos onde há aplicação excessiva de calcário, tornando o nutriente pouco solúvel. A utilização intensiva de fosfatos no solo também contribui para a baixa disponibilidade dos micronutrientes (Mascarenhas et al., 1996).

Durante a maturação da soja, condições climáticas desfavoráveis e o desequilíbrio nutricional – causado, na maioria das vezes, por recomendação errônea de doses de calcário e de adubos – afetam a obtenção de sementes com boa qualidade fisiológica (Guodong & Jinling, 1989; Hurburg Junior et al., 1990).

A qualidade fisiológica das sementes pode ser reduzida pela deterioração decorrente de fatores climáticos associados às mudanças bioquímicas e fisiológicas, que provocam alterações na viabilidade, decréscimo na capacidade germinativa, causados pela desestruturação dos sistemas de membranas celulares, resultando num aumento da permeabilidade celular (Carvalho, 1994). As causas fisiológicas e os fatores genéticos que afetam a viabilidade e o vigor de sementes de soja são pouco conhecidos e, em geral, os trabalhos buscam selecionar genótipos que produzam sementes com melhores características de germinação e vigor, ignorando a ação bioquímica (Reis et al., 1989).

Segundo Malavolta et al. (1997), o Mn desempenha papel fundamental na elongação celular. Em situação de deficiência, pode inibir a síntese de lipídeos ou metabólitos secundários, como o ácido giberélico e os isoprenóides. O Mn participa como catalizador em atividades enzimáticas como: malato desidrogenase, fosfatase ácida, superóxido desmutase, entre outras (Burnell, 1988).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aplicação do Mn na folha e no solo sobre o rendimento e a qualidade das sementes das cultivares de soja Conquista e Garimpo.

Material e Métodos

O experimento foi realizado no campo de produção da Fundação de Ensino, Pesquisa e Extensão (Faepe), Ijaci, MG, latitude 21º10^' S, longitude 44º55^' W e altitude de 805 m, em Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico fase cerrado, de textura média (Tabela 1). A análise química do solo foi realizada no Instituto de Química "John H. Wheelock" do Departamento de Ciência do Solo da Ufla, Lavras, MG.

Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso em esquema fatorial 2x4x3+12, com três repetições, compreendendo duas cultivares de soja (Conquista e Garimpo), quatro doses de Mn (150, 300, 450 e 600 g/ha), aplicadas nas folhas e três épocas de aplicação V₄, V₈ e V₁₀, respectivamente, quando a planta apresentava quatro, oito e dez trifólios com folíolos desdobrados (Fehr & Caviness, 1977), e doze tratamentos adicionais constituídos por duas testemunhas que não receberam Mn, seis tratamentos com parcelamento em duas vezes iguais, compreendendo 300, 450 e 600 g/ha aplicadas nos estádios V₄ e V₈, e quatro tratamentos com aplicação no solo (3,5 e 7,0 kg/ha), em ambas as cultivares. As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Scott & Knott (1974), por não apresentarem ambigüidade nos resultados (Ferreira et al., 1999).

Na aplicação foliar foi utilizado o produto comercial Mangan 10, quelatizado (10% de Mn e densidade de 1,32 g/mL), com auxílio de aparelho costal pressurizado com CO₂ com capacidade para 20 L, calibrado com 45 lbs/pol². Na aplicação de Mn no solo utilizou-se produto comercial na forma de sulfato de manganês (30% de Mn), misturado aos adubos de plantio, cujas doses foram baseadas no valor do pH (6,8). Os tratamentos com aplicação foliar receberam surfactante agrícola Silwet L-77 Ag (0,10%), para obtenção do máximo desempenho e eficiência do produto.

Na semeadura, no sulco de plantio, aplicou-se o superfosfato simples (100 kg/ha de P₂O₅) e cloreto de potássio (60 kg/ha de K₂O), de acordo com a análise de solo e recomendações da Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais (1989). A adubação com ácido bórico (250 g/ha de B) e sulfato de zinco (1.250 g/ha de Zn) foi feita de acordo com Raij et al. (1996). As sementes foram submetidas à inoculação de Bradyrhizobium, utilizando-se o inoculante comercial Nitral (250 g/50 kg de sementes), e tratadas com o fungicida sistêmico Tecto (170 g/100 kg de sementes) e de contato Captan (120 g/100 kg de sementes), conforme Embrapa (1997).

Aos 15 dias após a emergência das plântulas realizou-se o desbaste, deixando-se 17 plantas por metro linear. As parcelas foram constituídas de quatro fileiras de 5,0 m de comprimento, espaçadas de 0,50 m, sendo utilizadas as duas linhas centrais como área útil, eliminando 0,50 m de cada lado, como bordadura, com um número total de plantas igual a 136. Após a colheita, avaliou-se o rendimento de grãos com umidade corrigida para 13%. A análise foliar foi realizada no final do florescimento da cultura, conforme Malavolta et al. (1997).

As sementes colhidas foram limpas, trilhadas e secadas. As danificadas foram descartadas e as demais mantidas para análises posteriores.

O teste de germinação foi realizado em duas subamostras de 50 sementes por parcela, em rolo de papel, com água equivalente a 2,5 vezes o peso do substrato seco, a 30^oC. As avaliações foram efetuadas aos cinco dias após a instalação do teste (Brasil, 1992), e os resultados expressos em porcentagem média de plântulas normais por parcela.

No teste de envelhecimento artificial foram utilizadas 200 sementes por parcela, com três repetições, de modo a garantir sementes suficientes para os testes de germinação, condutividade elétrica, índice de velocidade de emergência (IVE), proteína e óleo. As sementes foram distribuídas em caixas de plástico, contendo 40 mL de água e mantidas a 42^oC e umidade relativa do ar de 95%, por 72 horas (Association of Official Seed Analysis, 1983).

No teste de condutividade elétrica foram preparadas três subamostras de 25 sementes por parcela. As sementes foram imersas em copos de plástico contendo 75 mL de água deionizada, com condutividade elétrica <2,0 µmhos/cm, a uma temperatura de 25^oC, por 24 horas, e os resultados expressos em µmhos/cm.

Na determinação do índice de velocidade de emergência foram realizadas avaliações, segundo Maguire (1962), com três e duas subamostras de 50 sementes por parcela, utilizando sementes envelhecidas e não envelhecidas artificialmente. As subamostras foram distribuídas manualmente, empregando-se régua com pregos na definição dos sulcos com 1,0 m de comprimento e 0,03 m de profundidade, sendo a distância entre sulcos de 0,08 m. As contagens foram efetuadas diariamente, considerando como plântulas normais aquelas com cotilédones totalmente acima do solo (Feher & Caviness, 1977).

Na análise do teor de óleo foram usadas amostras de 400 sementes moídas. A extração foi realizada com hexano, a quente, em extrator Soxhlet, segundo a Association of Official Agricultural Chemists (1955).

O teor de proteína total foi determinado pelo método Kjeldahl, e os dados expressos em porcentagem de N total (Association of Official Agricultural Chemists, 1955). Foram utilizadas duas repetições do teste em laboratório para cada repetição de campo, totalizando seis repetições por tratamento.

Os dados foram submetidos à análise de variância e regressão polinomial, de acordo com o procedimento proposto por Ferreira et al. (1999), utilizando-se o programa SISVAR, versão 3.01.

Resultados e Discussão

Os tratamentos com Mn proporcionaram rendimentos superiores à testemunha, com exceção do tratamento que recebeu a menor dose (150 g/ha de Mn) no estádio V₄ (Tabela 2). A diferença entre a produtividade média das testemunhas e a maior produtividade foi verificada nos tratamentos com parcelamento das doses de 450 e 600 g/ha de Mn nos estádios V₄ e V_8, sendo constatado um aumento de 1.291 kg/ha e 1.431 kg/ha, correspondente a um acréscimo de 55% e 61%, respectivamente. Mascarenhas et al. (1990), Komatuda et al. (1993), Tanaka et al. (1993) e Oliveira Júnior (1996) constataram resultados semelhantes aos do presente trabalho, tanto em ensaios realizados em casa de vegetação como no campo.

Os teores foliares de Mn foram menores do que o nível crítico (<20 ppm) nos tratamentos em que sintomas de deficiência foram observados (testemunhas, 3,5 kg/ha de Mn e estádio V₄) (Tabela 2). Esses níveis de Mn são considerados limitantes para o desenvolvimento e produção da soja (Malavolta et al., 1997). Ambas as testemunhas (Conquista e Garimpo) apresentaram sintomas de deficiência de Mn, ou seja, clorose das folhas novas e uma rede grossa das nervuras sobre fundo amarelado.

Com a aplicação do Mn no solo (pH 6,8) houve menor resposta da dose de 3,5 kg/ha, quando comparada com a maior dose (7,0 kg/ha de Mn). Os tratamentos que receberam as menores doses apresentaram sintomas de deficiência desse nutriente. Tais resultados são causados pela precipitação do Mn no solo, em virtude do alto pH. Nesta condição, o Mn é encontrado no solo na forma de óxidos insolúveis e, conseqüentemente, apresentam baixa disponibilidade do elemento às plantas (Malavolta, 1986; Sparrow & Uren, 1987).

As sementes submetidas ao teste de germinação, sem envelhecimento, apresentaram valores entre 91% e 96% e 89% e 93% em relação às cultivares Conquista e Garimpo, respectivamente (Tabela 3).

Quanto ao vigor, avaliado pela emergência de plântulas no campo, os tratamentos antes do envelhecimento artificial apresentaram emergência acima de 90% e 95% nas cultivares Garimpo e Conquista, respectivamente (Tabela 3). Após a realização do envelhecimento houve uma diminuição média na emergência de 10% e 23% nas cultivares Conquista e Garimpo, respectivamente. Tais valores indicam menor vigor das sementes em virtude do envelhecimento, sendo observada nas sementes da cultivar Garimpo maior redução de vigor em relação às testemunhas de ambas as cultivares, podendo-se observar diferença de 43% na emergência da cultivar Garimpo, assim como queda de 22% da cultivar Conquista. Esse fato corrobora a análise do efeito do Mn no vigor das sementes, visto que os tratamentos que o receberam apresentaram valores acima dos valores das suas testemunhas, em ambas as cultivares.

Segundo Filgueiras (1981), Nakagawa et al. (1984) e Krzyzanowski et al. (1991), sementes com baixo vigor, mesmo com alta porcentagem de germinação, podem resultar em prejuízos aos agricultores quando submetidas a condições desfavoráveis de campo, principalmente pelo estabelecimento inadequado de estande.

A condutividade elétrica da cultivar Garimpo variou entre 51,82 e 91,40 mmhos/cm/g (Tabela 4). Esses valores permitiram separar sementes da cultivar Garimpo com níveis de alto e baixo vigor, como constatado por Costa (1986) e Bhering et al. (1991). Esses autores verificaram também associação de sementes de alto vigor com valores de condutividade elétrica abaixo de 70 mmhos/cm/g, e de sementes de baixo vigor com valores acima de 80 mmhos/cm/g.

De acordo com Malavolta et al. (1997), o Mn é requerido para a atividade da dismutase de peróxido, a qual protege a célula de efeitos deletérios de radicais livres. Assim, é provável ocorrer, em situação de deficiência de Mn, mudanças nos ácidos graxos insaturados, pela ação desses radicais livres, resultando na desestruturação da membrana celular, o que explica os altos valores de condutividade encontrados especialmente em sementes da cultivar Garimpo (Carvalho, 1994).

As sementes, quando submetidas ao teste do índice de velocidade de emergência antes do envelhecimento, não apresentaram diferença estatística entre os tratamentos, ao contrário do teste feito após o envelhecimento (Tabela 3). Sementes de alto vigor originaram plântulas com melhores índices, revelando uma relação direta entre a velocidade de emergência das plântulas e o vigor das sementes. A cultivar Garimpo apresentou redução no índice acima do verificado na cultivar Conquista, quando comparados os tratamentos testemunha das duas cultivares, antes e depois do envelhecimento. Foi observada queda de 6,4 para 4,2 pontos no índice da cultivar Garimpo, e de 6,6 para 5,9 pontos no da cultivar Conquista. Constataram-se, ainda, índices abaixo de 6,0 pontos nos tratamentos com dose baixa de Mn aplicada no solo ou na folha, no estádioV₄, na cultivar Garimpo.

Esses valores estão de acordo com os encontrados no teste de condutividade elétrica, o que revela uma relação entre alto valor de condutividade elétrica e baixo vigor das sementes. O teste de velocidade de emergência distinguiu a qualidade das sementes entre os tratamentos dentro das cultivares, tendência também verificada no teste de germinação em rolo de papel.

Os teores mais baixos de proteína foram detectados nos tratamentos testemunha com 34,78% e 36,22%, nas cultivares Conquista e Garimpo, respectivamente (Tabela 4). Os maiores teores de proteína foram encontrados nos tratamentos que receberam as maiores doses de Mn, independentemente da cultivar, revelando uma superioridade média de 4,95% quando comparados com as testemunhas. A cultivar Garimpo apresentou sementes com teores de proteína em média 2,61% superiores aos da cultivar Conquista. Alem disso, foram constatados valores, em média, 3,68% superiores nos tratamentos que receberam Mn, tanto no solo como nas folhas, quando comparados com a testemunha.

Constataram-se teores de óleo acima de 20,0% nos tratamentos que receberam Mn, em ambas as cultivares (Tabela 4). Houve uma diferença de 2,37% e 2,57%, em média, nas cultivares Conquista e Garimpo, respectivamente, nos tratamentos que receberam Mn, quando comparadas com as testemunhas. Wilson et al. (1982) também verificaram alteração no teor de óleo em condições de baixos níveis de Mn nas folhas (<10 ppm), sendo observada ainda a importância das condições climáticas e localização geográfica como fatores que influenciam os níveis de ácidos graxos nos teores de óleo em soja.

Cabe ressaltar a importância de teores adequados de proteína e óleo nas sementes, pois esses elementos são responsáveis pela determinação da qualidade e quantidade dos produtos finais, como o farelo e o óleo de soja (Hurburgh Junior et al., 1990). Tais resultados concordam com os relatados por Tanaka & Mascarenhas (1992), que sugerem uma correlação positiva entre a produtividade de grãos e o teor de óleo, a qual é atribuída aos teores de Mn nas folhas de soja.

Existem evidências de que o Mn tem efeito indireto na redução do nitrato. A atividade da redutase do nitrato é dependente de substrato produzido fotossinteticamente pela geração de agentes redutores em folhas verdes. Como a fotossíntese é reduzida pela deficiência de Mn, é possível que a fonte do agente redutor em plantas deficientes em Mn seja reduzida (Heenan & Campbell, 1980). Assim, pode-se sugerir que o Mn desempenha papel indireto na geração de esqueletos de C e N para a síntese de proteínas.

Conclusões

1. A aplicação do Mn, independentemente da cultivar e da forma de aplicação, aumenta a produtividade de grãos, a germinação, a condutividade elétrica, o índice de velocidade de emergência e os teores de proteína e óleo da soja.

2. Na correção da deficiência de Mn na soja, a aplicação nas folhas é mais eficiente do que a aplicação no solo.

Renata Silva Mann

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Pedro Milanez de Resende

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Édila Vilela de Resende Von Pinho

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Janice Guedes de Carvalho

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Aceito para publicação em 23 de julho de 2002.

Extraído da dissertação de mestrado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal de Lavras (Ufla), Lavras, MG.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Abr 2003
• Data do Fascículo
  Dez 2002

Histórico

• Aceito
  23 Jul 2002