Crescimento do milho em solo sob atividade de Chibui bari (Oligochaeta: Glossoscolecidae)

Maize growth in soil with activity of giant earthworms Chibui bari (Oligochaeta : Glossoscolecidae)

DIVISÃO 2 - PROCESSOS E PROPRIEDADES DO SOLO

COMISSÃO 2.1 - BIOLOGIA DO SOLO

Crescimento do milho em solo sob atividade de Chibui bari (Oligochaeta: Glossoscolecidae)¹

Maize growth in soil with activity of giant earthworms Chibuibari (Oligochaeta : Glossoscolecidae)

Denise Temporim Furtado Fiuza^I; Jorge Ferreira Kusdra^II; Sergio da Silva Fiuza^III

^IEngenheira-Agrônoma, Mestre em Agronomia. Pesquisadora independente. Conjunto Mascarenhas de Morais, quadra 02, casa 70, Bairro Floresta, CEP 69918-018 Rio Branco (Acre). E-mail: [e-mail]

^IIProfessor Adjunto do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza da Universidade Federal do Acre - UFAC. CEP 69915-900 Rio Branco (AC). E-mail: [e-mail]

^IIIMestre em Agronomia, Engenheiro e Pesquisador, Centro de Ciências Biológicas e da Natureza, UFAC. E-mail: [e-mail]

RESUMO

Chibui bari (Righi & Guerra, 1985) é um minhocuçu geófago, com tamanho até 60 cm, que tem como habitat vários solos no Acre. A atividade dessa espécie resulta na produção de grande quantidade de coprólitos ricos em nutrientes. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o crescimento do milho em solo com presença da minhoca Chibui bari. O experimento foi conduzido em casa de vegetação da Universidade Federal do Acre, no município de Rio Branco, Acre, em 2009. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis tratamentos (0, 1, 2, 3, 4 e 5 animais/tubo). O milho da variedade Bandeirante foi semeado em tubos de PVC com capacidade de 15,7 L, contendo solo de textura média. As variáveis avaliadas foram o diâmetro do colmo, as massas da matéria seca da parte aérea, da raiz e total das plantas, o teor de nutrientes no solo e a atividade microbiana. A presença de C. bari resultou em maiores diâmetro do colmo (13,29 %) e massas da matéria seca da parte aérea (28,73 %) e total (33 %) do milho. Contudo, não foi verificada mudança significativa na condição química e na atividade microbiana do solo, resultado que pode estar relacionado à maior exportação de nutrientes do solo, exigida pelo aumento do crescimento das plantas nos tratamentos com presença de minhocas.

Termos de indexação: minhoca, minhocuçu, macrofauna, Zea mays.

SUMMARY

The habitat of the geophagous tropical earthworm minhocuçu Chibui bari (Righi; Guerra, 1985), up to 60 cm long, are different soils in the state of Acre. The activity of this species results in the production of large amounts of nutrient-rich casts. The objective of this study was to evaluate maize growth in soil with activity of the earthworm Chibui bari. The experiment was carried out in a greenhouse of the University Federal of Acre, in Rio Branco, Acre, in 2009. The experiment was arranged in a completely randomized design with six treatments (0, 1, 2, 3, 4 and 5 animals/pot). The maize variety bandeirante was sown in 15.7 L PVC tubes containing medium texture soil. The variables stem diameter, dry matter weight of shoot, root and total plant and the soil nutrient content and microbial activity were analyzed. The presence of C. bari resulted in higher stem diameter (13.29 %) and shoot (28.73 %) and total (33 %) dry matter weight of maize. However, there was no significant change in the soil chemical condition and microbial activity, which can be explained by the higher nutrient export resulting from increased plant growth in the earthworm treatments.

Index terms: Earthworm, Minhocuçu, macrofauna, Zea mays.

INTRODUÇÃO

Os invertebrados são mediadores de diversos processos que resultam em melhor ambiente para o crescimento das plantas (Lavelle et al., 2006). As minhocas (classe Oligochaeta, filo Annelida), junto a formigas e cupins, são reconhecidas como "engenheiras do ecossistema" (Jones et al., 1994; Lavelle et al., 1997), pois suas atividades resultam na criação de estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e coprólitos) que modificam as propriedades físicas do solo onde vivem, bem como exercem influência na disponibilidade de recursos para outros organismos, incluindo microrganismos e plantas.

As minhocas podem representar de 40 a 90 % da macrofauna invertebrada em ecossistemas naturais (Lavelle et al., 1994). Esses animais estão entre os organismos do solo mais diretamente relacionados a nutrição mineral, crescimento e produção das plantas (Lee, 1985).

A classificação baseada nos hábitos alimentares divide as minhocas em dois grupos: detritívoras e geófagas. As primeiras alimentam-se na superfície do solo, ou próximo a esta. As geófagas alimentam-se mais profundamente e têm sua nutrição a partir da matéria orgânica ingerida junto com grande quantidade de solo (Lee, 1985). Diversas subdivisões dentro desses dois grandes grupos têm sido propostas. Atualmente é amplamente adotada a classificação de Bouché (1977), que divide as detritívoras em dois grupos: epigeicas, restritas à superfície, nos horizontes do solo rico em matéria orgânica; e anécicas, que se alimentam preferencialmente da serapilheira na superfície, mas vivem em galerias no interior do solo mineral. No grupo das geófagas incluem-se as endogeicas, que, com base na quantidade de matéria orgânica (muita, média e pouca) encontrada no trato digestório, são subdivididas em poli-húmicas, meso-húmicas e oligo-húmicas, respectivamente (Lavelle, 1981).

Os efeitos das minhocas no solo que podem favorecer o crescimento de plantas incluem a escavação de galerias; aeração e infiltração de água (Blouin et al., 2006); mistura de partículas minerais e orgânicas (Logsdon & Linden, 1992); deposição de coprólitos na superfície e subsuperfície do solo (Dadalto & Costa, 1990); formação de comunidades microbianas; inibição de patógenos; e transporte e dispersão de microrganismos (Byzov et al., 2007) que habitam e transitam seu corpo (Thorpe et al., 1996; Lavelle et al., 2006). No trato digestório já foram identificadas bactérias dos gêneros Bacillus, Pseudomonas, Klebsiela, Azotobacter, Serratia, Aeromonas, Enterobacter e Rhizobium (Valle-Mollinares et al., 2007), que são promotoras do crescimento de plantas, fixadoras de nitrogênio e solubilizadoras de fosfato (Brito-Veja & Espinosa-Victoria, 2009; Martínez-Romero, 2001).

As minhocas, por sua atividade de fragmentação dos resíduos, funcionam como catalisadoras da atividade dos microrganismos decompositores, influenciando, portanto, nos processos de ciclagem, mineralização e liberação de nutrientes para as plantas. A ativação microbiana é considerada um dos mais importantes efeitos das minhocas no solo (Aquino et al., 2005).

Embora seja amplamente conhecida a importância das minhocas nos processos físicos, químicos e biológicos do solo, a maior quantidade de trabalhos é realizada com espécies pequenas, epigeicas, detritívoras e de clima temperado. Entre as geófagas, há destaque apenas para Pontoscolex corethrurus (Müller, 1857), a espécie mais comum e disseminada no Brasil. A importância das minhocas nativas para o solo e no crescimento vegetal é ainda pouco conhecida (Moreira et al., 2008).

Embora sejam mais comuns relatos de influência positiva (Gilot, 1997; Blouin et al., 2007; Eriksen-Hamel & Whalen, 2007; Laossi et al., 2009), há também trabalhos com ausência de efeito (Baker et al., 1997; Derouard et al., 1997; Doube et al., 1997) e até mesmo efeito negativo (Pashanasi et al., 1992; Kusdra, 1998). Portanto, as minhocas podem não interferir, favorecer ou até mesmo prejudicar o crescimento das plantas. De modo geral, a magnitude desse efeito depende da interação entre o tipo de solo e as espécies de minhoca e de planta.

Chibui bari é uma espécie geófaga, endogeica, oligo-húmica, conhecida como minhocuçu devido às suas grandes dimensões (comprimento de até 60 cm e diâmetro de até 14 mm). Esse animal deposita excrementos na superfície do solo, com formato de torre de até 30 cm de altura, escava galerias de até 150 cm de profundidade e constrói câmara de estivação, onde fica em diapausa durante a estação seca. Em determinados solos do Acre verificam-se densidades de C. bari de até 22,6 animais m^-² (Guerra, 1988; Fiuza, 2009).

A possibilidade de coprólitos de C. bari terem efeito químico mais favorável ao crescimento de algumas espécies de plantas (mamoeiro, alface e couve-manteiga) em relação ao solo sem sua presença já foi avaliada em alguns trabalhos (Silva et al., 2007; Kusdra et al., 2008; Souza et al., 2008). A obtenção de resultados positivos pode indicar que os coprólitos são mais férteis e biologicamente mais ativos do que o solo. Contudo, nesses estudos, os possíveis benefícios de C. bari ao crescimento de plantas foram avaliados de forma indireta, uma vez que não se utilizaram como referência os animais, e sim seus coprólitos. No caso desta pesquisa, o objetivo foi avaliar o crescimento do milho em solo com presença da minhoca Chibui bari.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado em casa de vegetação, na área de pesquisa do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza da Universidade Federal do Acre - UFAC, em Rio Branco, Estado do Acre, Brasil, no ano de 2009, entre os meses de abril e junho. Foi instalado no delineamento experimental inteiramente casualizado, com seis tratamentos e cinco repetições.

Os tratamentos foram constituídos de seis níveis de minhocas da espécie C. bari por unidade experimental (0 a 5 animais/tubo), equivalentes a 0, 32, 64, 96, 128 e 160 animais m².

Como unidades experimentais, utilizaram-se tubos de PVC de cor branca, com diâmetro de 20 cm, altura de 50 cm e volume de 15,7 dm³, com uma planta de milho da variedade Bandeirante. Utilizou-se como substrato Argissolo de textura média, coletado na profundidade de 0 a 20 cm, retirado de uma área de habitat de C. Bari, para assegurar melhor ambientação dos animais.

Antes do enchimento dos tubos, o substrato foi tamisado em peneira de 5 mm para homogeneização e retirada de torrões. Em seguida, efetuou-se a amostragem do solo, para se proceder à sua caracterização textural e química (Quadro 1).

As minhocas foram padronizadas por tamanho e colocadas na superfície do solo dos tubos, de forma que a sua entrada e dispersão ocorressem naturalmente. Os animais que tiveram dificuldade de realizar esse procedimento foram substituídos, visando evitar a possibilidade de morte prematura.

Foi realizada análise química no tecido de C. bari (Quadro 2), considerando que sua influência no crescimento das plantas pode estar relacionada aos nutrientes derivados da produção de excrementos ou da mortalidade dos animais.

Os tubos foram mantidos sob irrigação por uma semana antes da realização da semeadura. Esse período foi aguardado para observar a adaptação dos animais e verificar possíveis fugas, visando recompor as densidades definidas nos tratamentos.

A fim de minimizar a ocorrência de altas temperaturas no solo que pudessem comprometer a sobrevivência das minhocas, os tubos foram envolvidos com manta térmica utilizada em telhados, na construção civil. Para evitar a fuga das minhocas, os tubos foram telados na extremidade superior, com náilon de cor branca. Com o objetivo de minimizar o aquecimento interno dos tubos, além do uso da manta térmica, adicionaram-se na superfície do solo de cada tubo, como cobertura morta, 10 g de capim (Brachiaria spp.), seco e fragmentado.

Na semeadura, foram adicionadas na superfície do solo de cada tubo cinco sementes de milho cultivar Bandeirante, posicionadas de forma equidistante, a 3 cm de profundidade.

Na condução do experimento, foram efetuados o desbaste, as irrigações e o controle de pragas e de plantas espontâneas. O desbaste foi realizado sete dias após a semeadura, mantendo-se apenas uma planta por tubo - a mais vigorosa. As irrigações foram feitas regularmente e de forma homogênea, utilizando-se como referência de umidade 70 % da capacidade de campo. O controle de pragas e plantas espontâneas foi feito manualmente.

A temperatura (26,7ºC) e a umidade relativa (75%) do ar no interior da casa de vegetação foram monitoradas com auxílio de um datalogger. Também foi medida a temperatura do solo (27,6 ºC) no interior dos tubos, com um termômetro digital tipo espeto. Para evitar danos físicos às minhocas, realizou-se esse procedimento apenas nos tubos do tratamento controle.

As avaliações foram efetuadas no estádio VT, caracterizado pelo crescimento e desenvolvimento do pendão (Ritchie et al., 2003), ocorrido aos 60 dias da semeadura. Avaliaram-se variáveis relacionadas à planta (diâmetro do colmo e massas seca da parte aérea - MSPA, da raiz - MSR e total - MST), ao solo (pH, Ca, Mg, K, P, Na, Al, H + Al, C, SB, saturação por bases e Al, CTC, matéria orgânica e atividade microbiana) e à minhoca (taxa de recuperação). As análises químicas do solo foram realizadas conforme os métodos da Embrapa (2009). A atividade microbiana foi avaliada mediante quantificação do CO₂ liberado no processo de respiração microbiana a partir de amostras de 100 g de solo, conforme método proposto por Stotzky (1965).

Cálcio, Mg e Al trocáveis foram extraídos com solução de KCl 1 mol L^-1 e determinados por titulação com NaOH 0,025 mol L^-1 (Al³⁺ ) e por espectrofotometria de absorção atômica (Ca²⁺ e Mg²⁺). O K, o Na e o P foram extraídos em solução Mehlich-1. O K⁺ e o Na⁺ foram quantificados em fotômetro de chama, e o P disponível, em espectrofotômetro no comprimento de onda de 660 nm. O H + Al foi extraído em solução de acetato de cálcio 0,5 mol L^-1 e titulado em solução de NaOH 0,025 mol L^-1. O pH foi determinado em água na proporção de 1:2,5. O carbono orgânico total foi extraído por oxidação da matéria orgânica por dicromato de K 0,2 mol L^-1 em meio sulfúrico e titulado com sulfato ferroso amoniacal a 0,05 mol L^-1.

Com base nos resultados das análises químicas, foram calculadas: soma de bases (SB), CTC (pH 7,0), a saturação por bases (V) e por Al (m) .

Com um paquímetro digital, mediu-se o diâmetro do colmo. Em seguida, as plantas foram cortadas rente à superfície, e as raízes foram separadas do solo por meio de uma pré-lavagem com água, realizada sobre uma tela de náilon com malha de 2 mm, para evitar a perda de material. Posteriormente, as raízes foram colocadas em sacos plásticos, imersas em álcool 70 %, para garantir sua conservação até uma segunda lavagem, realizada para sua limpeza completa. A parte aérea e as raízes foram acondicionadas individualmente em sacos de papel e colocadas em estufa, em temperatura de 65 ºC, até obtenção de massa constante.

A taxa de recuperação das minhocas ao final do experimento foi avaliada mediante contagem dos animais remanescentes por ocasião da retirada das raízes.

Os resultados foram submetidos à verificação da normalidade dos resíduos pelo teste de Shapiro & Wilk (1965) e homogeneidade de variâncias pelo teste de Bartlett (1937), sendo posteriormente efetuada a análise de regressão. Para as variáveis que não apresentaram normalidade dos resíduos e, ou, homogeneidade de variâncias, realizou-se a transformação dos dados (log x) para adequação a esses pressupostos da análise de variância. Quando o teste F indicou existir diferença para uma ou mais regressões, definiu-se a equação de maior grau significativo e, no caso de esta ser quadrática ou cúbica, o respectivo ponto de máximo e, ou, mínimo. Efetuou-se ainda o desdobramento dos graus de liberdade dos tratamentos em contrastes ortogonais, comparando o tratamento controle com os demais.

Os resultados obtidos, relacionados ao crescimento das plantas, estão de acordo com os de outros trabalhos (Gilot, 1997; Blouin et al., 2007; Eriksen-Hamel & Whalen, 2007; Laossi et al., 2009). No entanto, as comparações entre esses trabalhos não são na maioria das vezes pertinentes, pois referem-se a experimentos realizados em condições ambientais distintas, com diferentes tipos de solo e usando-se espécies de planta e de minhocas também diferentes.

Do total de 75 minhocas consideradas nos tratamentos com presença dos animais apenas 10 (13,33 %) foram recuperadas ao final do experimento. A baixa taxa de recuperação de minhocas em experimentos dessa natureza já foi constatada em vários trabalhos (Pashanasi et al., 1992; Derouard et al., 1997; Doube et al., 1997; Simões, 2010), sendo causada pela mortalidade e,ou fuga dos animais..

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A presença de minhocas favoreceu o crescimento do diâmetro do colmo e o aumento da massa seca da parte aérea e total da planta (Quadro 3). O diâmetro máximo (12,87 mm) de colmo foi obtido na presença de 3,5 animais/tubo (equivalente a 112 animais m^-2). As maiores massas seca da parte aérea e total das plantas foram obtidas na presença de 5 minhocas/ tubo (equivalente a 160 m^-2), ou seja, na maior quantidade de animais avaliada. É importante destacar que as equações de regressão obtidas indicam haver possibilidade de aumento das massas seca da parte aérea e total das plantas para até 5,3 e 7,0 animais/tubo, respectivamente, ou seja, 170 e 224 animais m^-2 (Figura 1).

O efeito positivo de Chibui bari no crescimento das plantas resultou em aumentos relativos de 13,29 % para o diâmetro do colmo e de 28,73 e 33,00 % para as massas de matéria seca da parte aérea e total, respectivamente. Entretanto, não verificou-se (p > 0,05) interferência das minhocas nas variáveis químicas e tampouco na atividade microbiana do solo.

É importante destacar que a taxa de recuperação observada, embora baixa, reflete uma situação pontual (final dos experimentos) e não a atividade das minhocas durante o tempo de permanência no solo, uma vez que esta se confirmou pela observação de galerias (Figura 2) e de coprólitos nos tratamentos com presença desses animais e por sua interferência significativa (p < 0,05) nos resultados das variáveis de crescimento das plantas. Além disso, embora não se conheça o tempo de permanência das minhocas que não foram recuperadas, ele deve ter sido suficiente para que fossem produzidos os efeitos desses animais no solo e nas plantas.

A taxa de recuperação verificada, associada à constatação de minhocas em situação de diapausa, pode ter restringido a possibilidade de efeitos de maior magnitude no solo, como alteração química significativa deste em função de maior produção de coprólitos.

O maior crescimento das plantas verificado neste experimento é, provavelmente, resultado de possíveis aumentos na concentração de nutrientes no solo em consequência da liberação de excrementos enriquecidos com mucoproteínas e urina, além da decomposição de tecidos quando ocorre mortalidade de minhocas. Essa situação é justificável, principalmente pelo fato de C. bari ser um minhocuçu (minhoca de grandes dimensões), o qual, além de liberar grande quantidade de excrementos e urina, também incorpora o nitrogênio e outros elementos ao solo por ocasião de sua morte e decomposição, conforme se verifica pela análise de tecido do animal (Quadro 2).

Whalen et al. (2000), em experimento com milho e minhocas Lumbricus terrestris, Aporrectodea tuberculata e Lumbricus rubellus, observaram que esses animais, em função de seus processos de excreção, foram responsáveis por até 22 % do total de nitrogênio requerido pelas plantas. Willems et al. (1996) constataram incrementos na mineralização de N e aumento na disponibilidade de até 90 kg ha^-1 ano^-1 desse nutriente. É importante destacar que a espécie de minhoca utilizada por esses autores apresenta menor dimensão que a da deste experimento; portanto, a contribuição de C. bari em relação ao nitrogênio do solo provavelmente seja maior.

Considerando os efeitos químicos positivos resultantes da atividade de minhocas relatados em outros trabalhos (Willems et al., 1996; Chaoui et al., 2003; Fiuza et al., 2011), acredita-se que a não constatação de diferença entre os tratamentos com e sem minhocas nas variáveis químicas do solo pode ser explicada pelo fato de ter-se verificado maior crescimento das plantas (Quadro 3) na presença dos animais extraindo estas, portanto, mais nutrientes do solo.

Embora não tenha sido detectada diferença significativa entre os tratamentos considerando as variáveis químicas, Fiuza et al. (2011) relataram que C. bari aumentou a disponibilidade de nutrientes em seus excrementos originários de solo de área de pastagem, floresta e seringal de cultivo. Chaoui et al. (2003) também verificaram que coprólitos de minhocas foram eficientes fontes de nutrientes para as plantas, comparados a composto orgânico e fertilizantes químicos. Neste estudo, os autores observaram que coprólitos foram suficientes para o suprimento de N para plantas em níveis equivalentes aos das quantidades de NPK utilizadas.

A possibilidade de alteração na condição nutricional do solo por C. bari não é o único fator que pode explicar o aumento no crescimento das plantas. Efeitos físicos e biológicos que ocorrem na região sob influência da atividade das minhocas (drilosfera) estão também envolvidos (Lavelle et al., 2004).

Em relação ao efeito físico, Fiuza (2009) relatou que o grande potencial de escavação de galerias da espécie C. bari deve-se a sua biomassa, comprimento, diâmetro e força, que, associados à intensidade da atividade do animal, promovem alterações físicas duradouras no solo. A construção de galerias pelas minhocas pode ter favorecido o crescimento das plantas, promovendo melhoria para a dispersão das raízes e aumentando o volume de exploração de oxigênio, água e nutrientes (Figura 2).

No que se refere ao efeito biológico (Fiuza et al., 2011), Brito-Vega & Espinosa-Victoria (2009) já verificaram que a atividade microbiana em coprólitos de C. bari é superior à do solo de origem. Segundo esses autores, as minhocas são incubadoras e dispersoras de vários grupos de microrganismos que transitam pelo seu trato digestório e que estão envolvidos em importantes processos no solo, destacando-se fixadores de nitrogênio, produtores de hormônios de crescimento vegetal e solubilizadores de fosfato.

CONCLUSÃO

A presença de Chibui bari no solo favorece o crescimento do milho da variedade Bandeirante.

AGRADECIMENTOS

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES, pela concessão de bolsa de estudos, e à Embrapa Acre, pela permissão para uso dos Laboratórios de Químicas do Solo e de Bromatologia.

LITERATURA CITADA

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Dissertação de Mestrado da primeira autora apresentada ao Programa de Pós-graduação em Agronomia - Produção Vegetal da Universidade Federal do Acre - UFAC. Bolsista CAPES. Recebido para publicação em 13 de maio de 2011 e aprovado em 30 de novembro de 2011.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  30 Maio 2012
• Data do Fascículo
  Abr 2012

Histórico

• Recebido
  13 Maio 2011
• Aceito
  30 Nov 2011