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Ciência Rural

Print version ISSN 0103-8478

Cienc. Rural vol.40 no.10 Santa Maria Oct. 2010

https://doi.org/10.1590/S0103-84782010001000007 

ARTIGOS CIENTÍFICOS
FITOTECNIA

 

Produção de fitomassa e acúmulo de nutrientes por plantas de cobertura e cultivo da mamona em sucessão no sistema plantio direto

 

Cover crops phytomass and nutrient accumulation and castor bean grown in succession under no-tillage system

 

 

André Godoy da SilvaI; Carlos Alexandre Costa CrusciolI; Rogério Peres SorattoI, 1; Claudio Hideo Martins da CostaI; Jayme Ferrari NetoI

IDepartamento de Produção Vegetal (Agricultura), Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP), Campus de Botucatu, CP 237, 18610-307, Botucatu, SP, Brasil. E-mail: soratto@fca.unesp.br

 

 


RESUMO

Objetivou-se avaliar a produção de matéria seca (MS) e o acúmulo de nutrientes pela crotalária (Crotalaria juncea L.) e pelo milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown), em cultivos isolado e consorciado, e o efeito do manejo mecânico da palhada no desempenho da cultura da mamona (Ricinus communis L.), em sucessão, na fase de implantação do sistema plantio direto. O experimento foi instalado em um Nitossolo Vermelho (Rhodic Kandiudox), em Botucatu, São Paulo (SP) (22°58'S, 48°23'W e 765m de altitude). O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, em parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas por três coberturas vegetais: crotalária - cultivar 'IAC-KR1'; milheto - cultivar 'BN 2'; e consórcio crotalária + milheto. As subparcelas foram constituídas pela ausência e presença do manejo mecânico da palhada com triturador horizontal 20 dias após o manejo químico. O milheto produziu maior quantidade de MS e apresentou maiores teores de K, Mg e S na parte aérea, enquanto a crotalária apresentou maiores teores de N e Ca. O milheto acumulou mais N, P, K, Mg e S na parte aérea, enquanto a crotalária acumulou maior quantidade de Ca. A produtividade de grãos da mamoneira foi maior em sucessão ao consórcio crotálaria + milheto e na ausência do manejo mecânico da palhada.

Palavras-chave: Ricinus communis, Pennisetum glaucum, Crotalaria juncea, manejo mecânico.


ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate aboveground matter production and nutrients accumulation by sunnhemp (Crotalaria juncea L.) and pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown), in sole crop and intercropped, and the effect of straw mulch mechanical management on castor bean (Ricinus communis L.) performance, in notillage system establishment. The experiment was carried out on a Rhodic Kandiudox, in Botucatu, SP, Brazil (22°58'S, 48°23'W and 765m above sea level). A randomized block design, in a splitplot scheme, with four replications, was used. The plots were composed by three cover crops: sunnhemp - cv. 'IAC-KR1'; pearl millet - cv. 'BN 2'; and intercropping - sunnhemp + pearl millet. The subplots were composed by absence or presence of straw mulch mechanical management, by horizontal crusher use, 20 days after chemical management. Pearl millet sole crop produced greater dry matter and showed higher K, Mg, and S concentration in aboveground, 75 days after emergence, while N and Ca concentration were higher in sunnhemp. Pearl millet sole crop accumulated greater amounts of N, P, K, Mg, and S, in aboveground, while sunnhemp accumulated elevated amount of Ca. Castor bean grain yield was higher in succession to sunnhemp + pearl millet intercropping and in the absence of straw mulch mechanical management.

Key words: Ricinus communis, Pennisetum glaucum, Crotalaria juncea, mechanical management.


 

 

INTRODUÇÃO

O óleo contido nas sementes da mamona (Ricinus communis L.) é matéria-prima de aplicações únicas na indústria química (SANTOS et al., 2007), sendo também opção para a produção de biocombustível (NASS et al., 2007; ZUCHI et al., 2010). Assim, tem sido desenvolvidos novos híbridos e cultivares de porte baixo adaptados aos sistemas de produção mecanizados e em larga escala. Esses materiais podem ser inseridos nos sistemas de rotação/sucessão de culturas, em sistema plantio direto (SPD), tornando-se importante alternativa para produtores de grãos.

No SPD, é notória a necessidade de rotação de espécies com elevada capacidade de produção de biomassa de qualidade (OLIVEIRA et al., 2002), principalmente, em regiões de inverno seco, onde a produção e manutenção da palhada são mais difíceis. Assim, o emprego de gramíneas tropicais, notadamente o milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown), pode ser uma alternativa para produção de palhada em grande quantidade e com características de maior persistência sobre o solo, viabilizando e sustentando o SPD nessas regiões. Além disso, de acordo com CRUSCIOL & SORATTO (2009), o milheto é uma espécie de alta capacidade de extração de nutrientes do solo, com amplas vantagens de reciclagem, principalmente de N e K, reduzindo os riscos de lixiviação. Especificamente quanto ao N, as leguminosas, entre elas a crotalária (Crotalaria juncea L.), adicionam esse nutriente pela fixação biológica do N atmosférico, contribuindo para o aumento da disponibilidade de N, além de ciclar outros nutrientes para culturas em sucessão (PERIN et al., 2004).

O cultivo consorciado de plantas de cobertura gramíneas com leguminosas pode ser uma alternativa viável para o sistema de rotação quanto ao fornecimento de maior quantidade e qualidade de fitomassa (PERIN et al., 2004; 2006). O consórcio crotalária mais milheto, além de fornecer palhada com maior persistência (CAZZETA et al., 2005), incrementa principalmente os teores de K e N no solo para as culturas em sucessão (PERIN et al., 2004), notadamente o primeiro e o segundo nutriente mais extraídos pela mamona, respectivamente (NASCIMENTO, 2010).

Os efeitos positivos dos resíduos da plantas tendem a aumentar com o tempo que eles permanecem na superfície do solo. Esse tempo depende do tipo de resíduo, da quantidade, da composição química, especialmente da relação C/N, do grau de contato com o solo e do grau de trituração (ROSOLEM et al., 2004). Assim, este é o tipo de manejo da palhada que pode influenciar a decomposição e, consequentemente, a liberação de nutrientes para a cultura em sucessão (ARGENTA et al., 2001). Porém, o uso de implementos específicos para o manejo da palhada, como o triturador de palha horizontal, pode acarretar desvantagens, como baixo rendimento operacional, alto custo e risco de compactação do solo (DENARDIN & KOCHHANN, 1993). Contudo, pouco se sabe sobre o efeito da planta de cobertura e do manejo da palhada sobre o desempenho da cultura da mamoneira em sucessão.

O objetivo do trabalho foi avaliar a produção de MS e o acúmulo de nutrientes pela crotalária e pelo milheto, em cultivos isolado e consorciado, e o efeito do manejo mecânico da palhada no desempenho da cultura da mamona em sucessão, na fase de implantação do SPD.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Conduziu-se o experimento na Fazenda Experimental Lageado da Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP), Botucatu, São Paulo (SP) (22°58'S, 48°23'W e 765m de altitude). O solo do local é um Nitossolo Vermelho (Rhodic Kandiudox) e até cerca de seis meses antes da instalação do experimento cultivou-se cana-de-açúcar na área. No inverno de 2004, cultivou-se aveia-preta na área. Segundo a classificação climática de Köeppen, o clima predominante na região é do tipo Cwa. É caracterizado pelo clima tropical de altitude, com inverno seco e verão quente e chuvoso. Os totais mensais de precipitação pluvial registrados na área experimental, durante os meses de novembro de 2004 a junho de 2005, foram na sequência de 95, 160, 430, 70, 120, 88, 130 e 60mm.

Determinaram-se as características químicas do solo (0-20cm) antes da instalação do experimento, e os resultados foram: 25,0g dm-3 de M.O.; pH (CaCl2) 5,0; 17,0mg dm-3 de P (resina); 1,6, 33,3, 17,6 e 34,1mmolc dm-3 de K, Ca, Mg e H+Al, respectivamente; e 61% de saturação por bases.

Adotou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas por três coberturas vegetais: crotalária - C. juncea cultivar 'IAC-KR1', milheto - P. glaucum cultivar 'BN-2' e consórcio crotalária + milheto. As subparcelas foram constituídas pela ausência ou presença do manejo mecânico da palhada, mediante uso de triturador de palha horizontal, 20 dias após manejo químico. Cada subparcela apresentava 5m de largura por 15 metros de comprimento, perfazendo uma área total de 75m2.

Antes da semeadura das espécies de cobertura realizou-se a dessecação das plantas presentes na área com a utilização do herbicida glyphosate (1.920g ha-1 i.a.). As espécies de cobertura foram semeadas, sem adubação, em 21/10/2004, no espaçamento de 0,17m entrelinhas e aproximadamente 0,05m de profundidade, sendo utilizados 40, 20 e 20+10kg ha-1 de sementes de crotalária, milheto e crotalária + milheto, respectivamente. A emergência das plantas ocorreu no dia 30/10/2004.

Aos 75 dias após a emergência (DAE) das culturas de cobertura, realizou-se a coleta das plantas de cobertura (14/01/2005), para determinação da produção de MS e do teor de nutrientes. Foram amostrados dois quadros, com 0,25m2 de área interna (amostras simples), que constituíram uma amostra composta. Os resíduos sofreram pré-limpeza por meio de peneiras, para remoção do solo aderido, em seguida foram lavados sem o emprego de detergente, agitando-os por alguns segundos em água deionizada, em três porções sucessivas, sendo depois colocados sobre papel absorvente. O material foi seco em estufa com circulação forçada de ar, a 60°C, e pesado, para a determinação da produtividade de MS. Posteriormente, realizou-se a determinação dos teores de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S), segundo MALAVOLTA et al. (1997), e carbono, pelo método de Walkley & Black, descrito por TEDESCO et al. (1985). De posse dos resultados, calcularam-se a relação C/N e as quantidades de nutrientes acumuladas por hectare.

Após as coletas, foi realizada a dessecação das plantas com aplicação de glifosate (1.920g ha-1 do i.a.). Realizou-se a semeadura da mamona no dia 17/02/2005, utilizando-se o híbrido Íris, no espaçamento 0,45m entrelinhas e na densidade de 45.000 plantas ha-1. A adubação mineral de semeadura constou da aplicação de 250kg ha-1 da fórmula N-P-K 08-28-16. A emergência da cultura ocorreu no dia 23/02/2005. Durante a condução da cultura, não se realizou adubação de cobertura e não houve a necessidade de realização de tratos culturais, como a aplicação de defensivos agrícolas.

Por ocasião da colheita da mamona (05/07/2005), determinaram-se os componentes da produção (população final de plantas, número de racemos por planta, número de frutos por racemo, número médio de grãos por fruto e massa de cem grãos) e a produtividade de grãos (13% de umidade).

Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, e as médias foram comparadas por meio do teste de t (DMS), a 5% de probabilidade. As análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa computacional SISVAR, versão 4.3 (FERREIRA, 2000).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A produção de MS variou entre as coberturas vegetais (Tabela 1). O milheto se destacou, com produção média de 14.040kg ha-1 de MS. CRUSCIOL & SORATTO (2009) verificaram produção de MS do milheto bastante semelhante. Contudo, CAZETTA et al. (2005), semeando o milheto no mês de setembro e com manejo aos 60DAE, CRUSCIOL & SORATTO (2007), com semeadura em novembro e manejo aos 71DAE, e SOUZA et al. (2008), com semeadura em fevereiro e manejo aos 59DAE, observaram produções inferiores, ou seja, 10.673, 8.909 e 6.100kg ha-1, respectivamente.

A crotalária (8.111kg ha-1) e o consórcio (8.470kg ha-1) não diferiram entre si quanto à produção de MS, com resultados próximos aos observados por MENEZES et al. (2009), estudando as mesmas espécies, com produções de MS de 8.689kg ha-1, para a crotalária, e 9.183kg ha-1, para consórcio crotalária + milheto, entretanto por um período de crescimento mais longo (90DAE) do que no presente trabalho (75DAE). Já CAZETTA et al. (2005), com semeadura em setembro e manejo aos 60DAE, observaram menor produção de MS da crotalária, com 5.267kg ha-1. NASCIMENTO & SILVA (2004) verificaram produção de MS da crotalária muito inferior do que no presente estudo. Para as espécies de cobertura e o consórcio, as produções de MS foram superiores a 6.000kg ha-1, considerada por DAROLT (1998) como a quantidade mínima ideal de adição de MS em um sistema de rotação de culturas, para que se mantenha cobertura adequada do solo. Segundo ALVARENGA et al. (2001), a quantidade de palha sobre o solo e a uniformidade de sua distribuição podem servir de referência para uma avaliação preliminar sobre as condições em que o SPD está se desenvolvendo. A alta produção de MS das espécies utilizadas como planta de cobertura esteve relacionada com a época de cultivo, já que não ocorreram restrições hídricas durante o ciclo destas.

A relação C/N do milheto e do consórcio crotalária + milheto foi superior à da crotalária (Tabela 1). PERIN et al. (2006), estudando a produção de MS de diferentes espécies de cobertura, observaram maior relação C/N para o milheto (30) em comparação com a crotalária (13). Esses resultados também foram observados neste trabalho, entretanto com valores superiores (milheto = 42 e crotalária = 35) aos observados na literatura.

A crotalária apresentou maior teor de N e Ca na parte aérea que o milheto e o consórcio (Tabela 1). A crotalária tem grande potencial para fixar biologicamente o N atmosférico (PERIN et al., 2004). Os teores de P foram semelhantes em todas as coberturas vegetais. O milheto apresentou maiores teores de K, Mg e S que a crotalária e o consórcio (Tabela 1). CRUSCIOL & SORATTO (2007) verificaram, em milheto semeado em novembro e manejado 71DAE, teores de Ca (5,2g kg-1) e S (3,6g kg-1) maiores, de N (13,3g kg-1), P (1,5g kg-1) e K (13,9g kg-1) menores e de Mg (3,2g kg-1) semelhantes aos valores observados no presente trabalho. Segundo CARPIM et al. (2008), o maior acúmulo de nutrientes no milheto ocorre no início do florescimento (52 dias após semeadura). Já para a crotalária, o maior teor de N nas folhas é observado aos 60 dias após a semeadura (MENDONÇA & SCHIAVINATO, 2005).

Para a quantidade acumulada de nutrientes, verificou-se, com exceção ao Ca, que o milheto foi superior à crotalária e ao consórcio de ambas (Tabela 1). Assim, mesmo não tendo apresentado maior teor de N, o milheto apresentou maior acúmulo desse nutriente em razão da maior produção de MS por área. CRUSCIOL & SORATTO (2009) verificaram que os acúmulos de N, P, K, Ca, Mg e S pelo milheto foram de 206, 20, 215, 74, 44 e 116kg ha-1, respectivamente, para uma produção de MS de 14.800kg ha-1. Já BOER et al. (2007) observaram acúmulos de 122, 17, 40 e 18kg ha-1 de N, P, Mg e S pelo milheto, respectivamente, para uma produção de MS de 10.801kg ha-1, valores inferiores ao observados neste trabalho. Por outro lado, os mesmos autores verificaram acúmulo de K (417kg ha-1) e Ca (76kg ha-1) superiores aos observados no presente trabalho. CAZZETA et al. (2005) verificaram valores de Ca acumulado díspares ao observados no presente trabalho, inferiores na crotalária (45kg ha-1) e crotalária + milheto (41kg ha-1) e superior no milheto (63kg ha-1), para quantidades de MS de 5.267, 8.455 e 10.673kg ha-1, respectivamente. Segundo CRUSCIOL & SORATTO (2007), essa variação pode estar relacionada à fertilidade do solo, à adubação utilizada, ao estádio fenológico em que foi realizada a avaliação e à parte da planta avaliada.

Quanto à cultura da mamona, não houve efeitos significativos da interação planta de cobertura x manejo da cobertura vegetal sobre nenhuma das características agronômicas. As populações finais de plantas foram maiores nos tratamentos com milheto solteiro e consorciado com a crotalária (Tabela 2). A ausência de manejo mecânico das coberturas com triturador de palha também proporcionou maior população final de plantas. Isso pode ter ocorrido devido às menores variações na temperatura e no teor de água do solo, proporcionadas pela maior cobertura vegetal do milheto e do consórcio ou pela ausência de manejo mecânico (Tabela 1).

O número de racemos por planta foi maior quando a mamona foi cultivada em sucessão à crotalária (Tabela 2). É provável que a menor população de plantas no tratamento com crotalária proporcionou o menor número de racemos por planta. Maiores populações de plantas proporcionam menor número de racemos por planta (SOUZA-SCHLICK, 2010). Contudo, o manejo mecânico da palhada não interferiu no número de racemos por planta.

Em relação ao número de frutos por racemo e à massa de 100 grãos, constatou-se que o consórcio crotalária + milheto proporcionou os maiores valores, especialmente quando comparado à crotalária (Tabela 2). O milheto, por ser uma planta com alta capacidade de reciclar nutrientes do solo, principalmente K, e a crotalária, altamente eficiente em fixar o N atmosférico, proporcionaram suprimento mais equilibrado de nutrientes em relação aos demais tratamentos. O K possui papel importante na formação dos frutos, atuando no transporte de fotoassimilados no floema. A deposição de biomassa no fruto é acompanhada, necessariamente, pelo acúmulo de K (MARSCHNER, 1995). Já a ausência do N impede o crescimento inicial da planta (MALAVOLTA et al., 1997), e a frutificação, quando ocorre, é fraca com poucos racemos e frutos com massa abaixo do esperado. Quanto ao manejo das plantas de cobertura, a ausência de manejo mecânico proporcionou massa de 100 grãos superior ao tratamento com manejo mecânico. É possível que a trituração da palha possa ter acelerado a taxa de liberação dos nutrientes, diminuindo a disponibilidade destes durante a fase final de florescimento e enchimento de grãos (ARGENTA et al., 2001), bem como diminuído a proteção da palha ao solo.

O número de grãos por fruto não foi afetado pelos fatores estudados (Tabela 2). O consórcio crotalária + milheto proporcionou maior produtividade de grãos (2.878kg ha-1), seguido do milheto (2.129kg ha-1), sendo ambos os valores maiores que o proporcionado pela crotalária (2.003kg ha-1) (Tabela 2). O melhor desempenho da mamona em sucessão ao consorcio crotalária + milheto se deve ao fato de este ter proporcionado valores superiores de frutos por racemo e massa de 100 grãos que o tratamento sobre palhada de milheto. PERIN et al. (2006) verificaram que, na ausência de N-fertilizante, o cultivo prévio do consórcio crotalária+milheto resultou em maior produtividade do milho que a crotalária ou o milheto solteiros. Esse efeito foi atribuído à liberação de N mais sincronizada com o requerimento do milho. Apesar de ter proporcionado melhor estabelecimento da cultura, provavelmente devido à maior cobertura do solo (Tabelas 1 e 2), o cultivo anterior do milheto solteiro provavelmente proporcionou menor disponibilidade de N para a mamoneira, resultando em menor número de racemos por planta e produtividade de grãos. PERIN et al. (2006) verificaram menor acúmulo de N no milho cultivado em sucessão ao milheto do que à crotalária solteira e ao consórcio milheto + crotalária.

A ausência de manejo mecânico das plantas de cobertura proporcionou maior produtividade de grãos da mamona (Tabela 2), evidenciando que a operação de manejo da palhada não se faz necessária para o cultivo da mamona em sucessão ao milheto, à crotalária ou ao consórcio milheto + crotalária. Tal resultado é reflexo do observado para a população de plantas e a massa de cem grãos. O uso de implementos específicos ao manejo da palhada de plantas de cobertura pode acarretar desvantagens, tais como: alto custo, baixo rendimento operacional e riscos de compactação do solo (DENARDIN & KOCHHANN, 1993). Além disso, o esfacelamento torna os resíduos mais suscetíveis ao processo de decomposição.

 

CONCLUSÃO

O milheto produz maior quantidade de MS e contém maiores teores de K, Mg e S na parte aérea, aos 75DAE, enquanto a crotalária contém maiores teores de N e Ca. O milheto acumula mais N, P, K, Mg e S na parte aérea, enquanto a crotalária acumula mais Ca. A produtividade de grãos da mamoneira é maior em sucessão ao consórcio crotalária + milheto e na ausência do manejo mecânico da palhada.

 

AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), pelo financiamento do projeto e pela concessão de bolsa de Iniciação Científica ao primeiro autor, e ao Conselho Nacioanal de Pesquisa (CNPq), pela concessão de bolsas de Produtividade em Pesquisa ao segundo e terceiro autores.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido para publicação 19.04.10
Aprovado em 01.09.10
Devolvido pelo autor 22.09.10
CR- 3452

 

 

1 Autor para correspondência.

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