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Scientia Agricola

On-line version ISSN 1678-992X

Sci. agric. vol.58 n.1 Piracicaba Jan./Mar. 2001

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90162001000100006 

APLICAÇÃO DE CO2 VIA ÁGUA DE IRRIGAÇÃO EM RELAÇÃO À PRODUTIVIDADE DO MELOEIRO1

 

José Maria Pinto2*; Tarlei Arriel Botrel3; Eduardo C. Machado4, 6; José C. Feitosa Filho5
2Embrapa Semi-Árido, C.P. 23 - CEP: 56300-970 - Petrolina, PE.
3Depto. Engenharia Rural - USP/ESALQ, C.P. 9 - CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.
4Instituto Agronômico de Campinas/IAC, C.P. 28 - CEP: 13101-970 - Campinas, SP.
5Depto. de Solos UFPB/CCA - CEP: 58397-000 - Areia, PB.
6Bolsista CNPq.
*Autor correspondente <jmpinto@cpatsa.embrapa.br>

 

 

RESUMO: A cultura do melão tem se firmado no Brasil como importante fonte de divisas para o agricultor, ocupando expressiva parcela na nossa pauta de exportações. A concentração do dióxido de carbono (CO2) na atmosfera era de 250 mmolCO2 mol-1 antes da revolução industrial, atingiu a 315 mmolCO2 mol-1 em 1958, estando, hoje, próximo de 365 mmolCO2 mol-1, com tendência de aumentar ainda mais. O aumento da concentração de CO2 aumenta a fotossíntese e a absorção de nutrientes pelas plantas. Nesse trabalho avaliaram-se a produtividade e as características dos frutos de melão em função da aplicação de CO2 via água de irrigação por gotejamento. A aplicação de CO2 foi realizada diariamente, três vezes por semana e sem aplicação de CO2 (testemunha) em três maneiras de condução da cultura: com proteção lateral; solo coberto com plástico e solo sem proteção. A aplicação de CO2 via água de irrigação não modificou o ciclo da cultura. As maiores produtividades de melão foram obtidas nos tratamentos com aplicação de dióxido de carbono via água de irrigação. Aplicação de CO2 através da irrigação não alterou a qualidade do fruto de melão e nem os teores de macro e micronutrientes na folha do melão.
Palavras-chave: Cucumis melo, fotossíntese, qualidade de fruto

 

CO2 APPLICATION THROUGH IRRIGATION WATER IN RELATION TO MELON YIELD

ABSTRACT: The melon crop represents an important contribution to the total Brazilian agricultural export. Carbon dioxide concentration was assumed to be 250 mmolCO2 mol-1 before industrial revolution, achieving 315 mmolCO2 mol-1 in 1958. Nowadays it is approximately 365 mmolCO2 mol-1, with a tendency of increasing. In this research the effect of carbon dioxide application through irrigation water on melon fruit productivity and chemical characteristics was evaluated. A trickle irrigation system was used. The carbon dioxide applications were daily and three times a week, in three different types of crop management: lateral protection, mulching and soil without protection. The carbon dioxide application through irrigation water did not alter the melon crop season, and it did not affect the fruit chemical characteristics, such as soluble solids content, total acidity and pH. The highest yield was obtained with carbon dioxide application through irrigation water.
Keywords: Cucumis melo, photosynthesis, fruit quality

 

 

INTRODUÇÃO

O ciclo de carbono na biosfera tem sido alterado pela atividade do homem nos últimos 150 anos. A queima de combustíveis fósseis fez com que a concentração do CO2 na atmosfera, que era da ordem 315 mmolCO2 mol-1 em 1958, elevou-se para 350 mmolCO2 mol-1 em 1989 (Long, 1991), estando hoje, próximo de 365 mmolCO2 mol-1, com tendência de aumento para os próximos anos (Keeling et al., 1995).

Atualmente, a quantidade de CO2 emitido através da atividade humana para a atmosfera é da ordem de 8,5 x109 t ano-1, sendo que apenas metade deste total permanece na atmosfera. Acredita-se que a outra metade seja incorporada pelo solo, florestas e oceanos, cujos mecanismos não são completamente esclarecidos (Aiken et al., 1991).

Para compensar a redução da concentração de CO2 na atmosfera em estufas, os agricultores europeus, há mais de cem anos costumavam queimar querosene e propano, mas as impurezas produzidas no processo contaminavam as plantas. Atualmente, a produção industrial de CO2 é ainda obtido pelo processo de combustão, mas o desenvolvimento de equipamentos e de técnicas adequadas, tem proporcionado a sua aplicação sob uma diversidade de condições climáticas e de plantio. Nos países tropicais, onde o cultivo em estufa é pouco utilizado, o gás carbônico é dissolvido na água e levado às plantas por irrigação (Kimball, 1983).

Todavia, no Brasil, a aplicação de CO2 via água de irrigação ainda é incipiente. Existem, ainda, muitos aspectos a esclarecer em termos de efeitos sobre as plantas, influência na produtividade e na melhoria da qualidade de frutos, doses a serem usadas e períodos de aplicação mais adequados para os diferentes tipos de cultivos, para alcançar uma relação benefício custo viável.

A aplicação de CO2 na agriculta melhora o metabolismo e o equilíbrio hormonal nas plantas, aumenta a fotossíntese e a absorção de nutrientes resultando em plantas mais produtivas, mais resistentes à doenças e ao ataque de pragas e em produtos de melhor qualidade (Kimball et al., 1994).

Este trabalho visa avaliar a aplicação de CO2 via água de irrigação, ao logo do ciclo de cultivo do melão e, assim sua influência nos componentes de produtividade e de qualidade dos frutos.

 

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento, com a cultura do melão cultivar Valenciano Amarelo, foi instalado na área experimental da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", unidade da USP, Piracicaba, SP, cujas coordenadas geográficas são: latitude 22o42'30" S, longitude 47o38' W e altitude 560 m.

A aplicação de CO2 foi realizada diariamente, três vezes por semana e sem aplicação de CO2 (testemunha) em três maneiras de condução da cultura (com proteção lateral - quebra vento, solo coberto com plástico - mulch e solo descoberto - solo sem nenhuma proteção), em um delineamento estatístico em blocos ao acaso, com quatro repetições. Cada unidade experimental foi constituída por uma linha de plantas com 6,0 m de comprimento, espaçadas de 2 m, como segue: T1 - proteção lateral com aplicação diária de CO2; T2 - proteção lateral com aplicação de CO2 três vezes por semana; T3 - proteção lateral sem aplicação de CO2; T4 - solo coberto com plástico com aplicação diária de CO2; T5 - solo coberto com plástico com aplicação de CO2 três vezes por semana; T6 - solo coberto com plástico sem aplicação de CO2; T7 - solo descoberto com aplicação diária de CO2; T8 - solo descoberto com aplicação de CO2 três vezes por semana; T9 - solo descoberto sem aplicação de CO2.

A proteção lateral consistiu-se de plástico transparente colocado perpendicular à superfície do solo, cercando cada parcela em toda sua volta, com 6,0 m de comprimento, 2,0 m de largura e 1,30 m de altura, sem cobertura. Nos tratamentos com solo coberto utilizou-se plástico preto, cobrindo uma faixa de solo de aproximadamente 1,2 m de largura.

O solo onde foi instalado o experimento é classificado como sendo Terra Roxa Estruturada eutrófica, (Kandiudalfic Eutrudox), cujo material de origem é constituído por rochas básicas (Sparovek et al., 1993). Realizou-se análise química do solo da camada de 0 - 0,20 m para quantificação da adubação, cujo resultado é mostrado na TABELA 1.

 

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As mudas de melão foram preparadas em bandejas de isopor preenchidas com substrato comercial, deixando-se uma planta por célula. Durante a formação das mudas, as irrigações foram realizadas quatro vezes ao dia através de nebulizadores, visando o satisfazer as necessidades hídricas da cultura e a refrigeração do viveiro.

O solo do local definitivo foi arado e gradeado tendo-se incorporado 2,4 t ha-1 de calcário 45 dias antes do transplantio, através de gradagem. As adubações com fósforo e esterco de curral curtido nas doses de 150 kg-1 e 5 t ha-1 respectivamente foram realizadas em sulcos, uma semana antes do transplantio.

O transplantio foi feito quando as plantas emitiram a terceira folha, aos 20 dias após a semeadura. O espaçamento utilizado foi 2,00 m entre linhas e 0,60 m entre plantas, com uma planta por cova. A cultura foi conduzida de forma natural, sem capação e sem desbrotas.

As adubações de nitrogênio e potássio foram feitas via água de irrigação três vezes por semana, utilizando um tanque de fertilizantes. O nitrogênio e o potássio na forma de nitrato de potássio, foram aplicadas na doses de 130 e 180 kg ha-1, respectivamente. A fertirrigação foi iniciada três dias após o transplantio e estendeu-se por 60 dias.

As irrigações foram realizadas diariamente, sempre iniciada às 11:00h, devido a ocorrência de menor concentração de CO2 na atmosfera, neste horário. A evapotranspiração da cultura foi calculada com base na fórmula a seguir:

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em que: ETc = evapotranspiração cultural, mm d-1; Ev = evaporação do tanque classe A, mm d-1; Kc = coeficiente de cultura (adimensional), obtido de Doorembos & Pruti (1970); Kp = coeficiente de instalação do tanque classe A, valor de 0,75 (adimensional); Kr = fator de correção devido a cobertura do solo (adimensional), recomendado por Hernadez (1995).

Enquanto o tempo de irrigação foi calculado pela expressão:

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em que: TI = tempo de irrigação, h; E = espaçamento entre linhas, m; e = espaçamento entre plantas, m; q = vazão do emissor, L h-1; e = eficiência de irrigação, adotou-se o valor de 0,9.

Os coeficientes de cultura (kc) foram: fase inicial - até 10 dias após o transplantio, 0,5; desenvolvimento vegetativo - 11o dia ao início do florescimento, 1,1; florescimento e frutificação - início do florescimento à primeira colheita, 1,2; colheita - após a primeira colheita, 0,7.

E os fatores de correção devido a cobertura do solo foram: fase inicial - 0,30; desenvolvimento vegetativo - 0,60; florescimento, frutificação e colheita - 1.

O sistema de aplicação de CO2 era composto de container (cilindro para armazenar dióxido de carbono em alta pressão) equipado com uma válvula de solda para especificar a dose de CO2 a ser liberada, um manômetro e um injetor para introduzir o CO2 na água de irrigação.

A aplicação de CO2 foi iniciada no dia seguinte ao transplantio, tendo se estendido até a primeira colheita. O tempo de cada aplicação era de 30 min, com início às 11:00 h a dose aplicada foi de 50 kg ha-1.

Foram realizadas duas colheitas, aos 85 e 105 dias após o plantio, tendo os frutos sido classificado em comerciais e não comerciais. Também foram amostrados quatro frutos por parcela para avaliação do teor de sólidos solúveis totais - SST, pH e acidez total titulável - ATT. O SST foi obtido pelo método refratométrico, utilizando-se refratômetro de mesa. O pH foi determinado através peagâmetro, enquanto a ATT foi feita pela titulação de NaOH 0,01N, conforme técnica descrita pelo Instituto Adolfo Lutz (1985).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O ciclo fenológico da cultura do melão foi de 105 dias. Souza (1993) e Hernandez (1995) obtiveram ciclos de cultivo de 109 e 108 dias, respectivamente, em regiões edafo-climáticas distintas. Entretanto, Belfort et al. (1986) e Buzetti et al. (1993) obtiveram ciclos de 75 e 85 dias com cultivos no primeiro e segundo semestre, respectivamente. Na região Nordeste do Brasil a primeira colheita pode ser realizada aos 60 dias e o ciclo da cultura pode estender por 80 dias (Dusi, 1992).

Verificou-se, pela análise de variância, que as produtividades total e comercial, o número total de frutos e o peso médio de frutos comerciais foram significativos a 1% de probabilidade. A produtividade de frutos não comerciais e número de frutos comerciais foram significativas à 5% de probabilidade, enquanto que o número de frutos não comerciais não foi significativo.

A aplicação de CO2 via água de irrigação influenciou positivamente, na produtividade do meloeiro. Nos tratamentos com aplicação de CO2 houve maior produtividade em comparação com os sem aplicação de CO2, para os tratamentos com proteção lateral e solo coberto com plástico (TABELA 2).

 

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As maiores produtividades foram obtidas nos tratamentos T1 e T2 (TABELA 2), com aplicação de CO2 diariamente e três vezes por semana, respectivamente, em parcelas com proteção lateral, devido ao maior número de frutos comerciais e maior peso médio. Comparando-se os tratamentos T1 (com aplicação de CO2 diariamente) e T3 (sem aplicação de CO2), verificou-se que a aplicação CO2, em parcelas com proteção lateral, proporcionou aumento de 18,66% na produtividade. Fazendo a mesma comparação para os tratamentos T4 e T6 (solo coberto com plástico preto) e, para T7 e T9, (solo sem nenhuma proteção), verificaram-se aumentos de 14,70 e 25,47%, respectivamente. Ou seja, para as mesmas condições de manejo, a aplicação de CO2 proporcionou aumentos significativo da produtividade.

A produtividade foi maior em ambiente com proteção lateral (T1) em relação ao ambiente sem nenhuma proteção (T9), com incremento da ordem de 33,56%. Em ambiente protegido as plantas sofreram menor influência do vento, e, possivelmente, menor variação da temperatura no dossel vegetativo. Também, quando da ocorrência de precipitações pluviais intensas, a cultura ficou protegida de águas de escoamento superficial, que além de danificar as folhas e frutos em fase inicial de desenvolvimento, impregnavam as folhas com terra, contribuindo para prejudicar o desenvolvimento normal das plantas.

A cobertura do solo com plástico contribuiu para diminuir a difusão do CO2, porém não protegeu a cultura dos efeitos de fortes chuvas, pois o solo arrastado pelas águas de chuva afetavam as plantas. Contudo, houve maior produtividade nos tratamentos com cobertura do solo que a céu aberto.

A aplicação do CO2, mesmo a céu aberto, foi benéfica para a produção da cultura, o que pode ser comprovado comparando as produtividade dos tratamentos T7, T8 e T9. Em ambiente sem nenhuma proteção e sem aplicação de CO2 verificou-se menor produtividade, 25,64 t ha-1, sendo o CO2 mais denso que o ar e a plantas de melão de porte baixo, com folhas que cobrem a superfície do solo evitou o arraste do CO2 pelo vento, permitindo assim, uma maior interação entre o ambiente e a cultura condicionando maior índice de absorção pelas folhas do meloeiro.

As plantas respondem à atmosfera enriquecida com CO2, o que incrementa a sua taxa de assimilação, reduz a fotorrespiração, melhora o metabolismo, o crescimento e a produtividade. O incremento do CO2 na atmosfera do solo induz redução do pH do solo permitindo maior mobilidade de elementos nutritivos (Basile et al., 1993).

Com relação às características químicas dos frutos, por ocasião da colheita e durante o armazenamento, não houve efeitos significativos para pH, acidez total titulável e teor de sólidos solúveis totoais.

Para Yamaguch et al. (1977), o teor de sólidos solúveis totais é o principal fator que determina a qualidade dos frutos. O SST mínimo para exportação é de 9oBrix, com valor ideal de 13 oBrix (Bleinroth, 1994). Aulenbauch & Worthington (1974) questionaram o teor de sólidos solúveis totais como único critério para definir a qualidade do frutos, contudo sugeriram a faixa considerada ideal entre 8 e 13oBrix. O valor médio do SST na colheita foi de 11,87oBrix e, 11,84, 11,92 e 12,14oBrix, aos 10, 20 e 30 dias após a colheita, respectivamente. O teor de SST varia em conseqüência do conteúdo de açucares totais durante o armazenamento (Shellie & Saltveit Jr., 1993). Os valores de ATT foram da ordem de 0,19, 0,17, 0,16 e 0,17%, na colheita e, aos 10, 20 e 30 dias após a colheita, respectivamente. Esses valores atendem às exigências do mercado externo. Enquanto o pH foi de 5,63, 5,69, 5,73 e 5,83, na colheita e, aos 10, 20 e 30 dias após a colheita, respectivamente. Estes valores assemelharam àqueles obtidos por Miccollis & Saltveit Jr. (1991) e Lester & Shellie (1992), para melão amarelo.

O tempo de vida útil de pós-colheita foi superior a 30 dias, o que é suficiente para a comercialização do produto nos mercados interno e externo. O índice de maturidade utilizado por Menezes (1996) e os resultados encontrado são consistentes com os resultados obtidos por Ryall & Lipton (1972).

A relação SST/ATT é usada para avaliar tanto o estado de maturação, quanto a palatabilidade dos frutos. Se essa relação estiver acima de 25 e a ATT estiver abaixo de 0,5%, o fruto terá um sabor considerado bom e boa coloração. Os valores encontrados satisfazem as preferências dos consumidores brasileiros, uma vez que preferem frutos com sabores mais adocicados e menos ácidos (Salomão et al., 1988).

Os valores de teor de sólidos solúveis totais obtidos foram superiores aos encontrados por Buzetti et al. (1993) e Souza (1993). O SST varia tanto com as condições climáticas, quanto de um fruto para outro entre plantas distintas (Davis Jr. & Schweers, 1971). Segundo Dusi (1992), o sabor e a textura dos frutos melhoram após a colheita por alguns dias enquanto os frutos colhidos com teor máximo de açúcar atingem melhor qualidade. No entanto, um fruto com alto teor de SST pode ter seu sabor prejudicado em função da ATT, evidenciando a importância desta avaliação. Na região do Nordeste do Brasil os frutos são colhidos com teor de sólidos solúveis totais de aproximadamente 9o Brix (Menezes, 1996), valor inferior ao encontrado neste experimento.

A aplicação de CO2 não proporcionou diferenças significativas relativos aos elementos nutricionais existentes na folha do meloeiro, fase de frutificação, exceto para o boro, que apresentou-se mais elevado para o tratamento a céu aberto sem aplicação de CO2 (TABELA 3).

 

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Tyler & Lorenz (1964), analisando a concentração de N, P, K, Ca e Mg em em quatro variedades de folhas do meloeiro não constataram diferença significativa entre os elemento analisados, tendo os valores oscilados em torno de: N - 4,61, P - 0,59, K - 2,60, Ca - 0,51 e Mg - 0,71. No entanto, Bhella & Wilcox (1989), encontraram diferenças significativas para cálcio e fósforo.

Confrontando-se os resultados médios mostrados na TABELA 3 com os obtidos por Belfort (1985), constatou-se que os valores de N, P e K foram aproximadamente iguais em ambos os casos, enquanto que os valores de Ca, S e Mg foram inferiores com uma variação média de 17%, 50% e 30%, respectivamente.

Malavolta et al. (1989) mencionaram que os teores ideais de N, P e K em folha de meloeiro devem ser equivalentes a 3,0, 0,35 e 5,0%, respectivamente.  Observou-se, pela TABELA 3, que os teores de N obtidos apresentaram-se bastante próximos dos teores considerados ideais para essa cultura, enquanto os de P foram superiores e os teores de K foram menores, concordando com os observados por Souza (1993). No caso do N, os maiores teores podem ser atribuídos a menor lixiviação do elemento devido, a aplicação de nutrientes via água de irrigação localizada. Tyler & Lorenz (1964) obtiveram maiores valores para concentração de N no início da frutificação, decrescendo até a colheita.

A maior concentração de P (0,59%), deveu-se, provavelmente, à influência da elevada freqüência da fertirrigação na mobilidade desse elemento no sistema solo-planta. Belfort (1985) constatou redução no teor de P a partir do início da frutificação. Tyler & Lorenz (1964) constaram que a concentração deste elemento foi mais elevada (0,62%) aos 51 dias, caindo até 0,32% aos 107 dias.

A concentração de K, que apresentou-se inferior aquela considerada ideal, indica que houve bom aproveitamento deste elemento pelas plantas. Tyler & Lorenz (1964) verificaram que a concentração do K na folha elevou-se até aos 51 dias, atingindo cerca de 3,09%, quando reduziu-se até o final do ciclo.

Os valores encontrados para o cálcio estão próximos, enquanto que os valores do magnésio correspondem ao dobro dos obtidos por Souza (1993). Belfort (1985) observou aumento progressivo no teor de cálcio com a idade da planta, atingindo valor da ordem de 3%. Tyler & Lorenz (1964) encontraram uma tendência semelhante para o comportamento do cálcio, entretanto, os valores obtidos foram menores, oscilando em torno de 0,50%.

Os valores de boro encontrados por Belfort (1985) foram da ordem de 55 mg kg-1 na floração, tendo chegado a 77 mg kg-1 na frutificação. Este foi o único elemento que apresentou diferenças significativas entre tratamentos, com valo-res variando de 18,5 a 32,25 mg kg-1, porém apresentaram-se inferiores aos valores obtidos por Belfort (1985).

A planta aloca expressiva quantidade de nutrientes no processo de frutificação, cujas quantidades totais de N, P, K, Ca, Mg e S extraídas pela cultura corresponderam 30,22, 37,05, 33,78, 4,44, 15,05 e 22,38%, respectivamente. Os micronutrientes também devem merecer atenção, principalmente zinco e ferro, em vista das quantidades exportadas (49,20 e 53,60 g ha-1). Experiências mostram que os frutos colhidos removem cerca de 1,40% de B, 2,42% de Cu, 5,81% de Fe, 4,38% de Mn e 25,54 % de Zn. Assim, pelos dados analisados, fica evidente que a aplicação de CO2 via água de irrigação não demonstrou resposta diferenciada no estado nutricional do meloeiro.

A lâmina total de água aplicada através da irrigação, no período do transplantio até a colheita foi de 201,83 mm. A evaporação da água, neste período, foi de 329,79 mm, medida no tanque classe A. Houve um total de 94,70 mm de precipitação pluvial, ocorrida com maior freqüência na época do transplantio.

Os valores encontrados para eficiência no uso de água foram: 13,01; 12,50; 10,58; 11,02; 11,48; 10,01; 10,01; 10,85 e 8,65 kg m-1 para os tratamentos T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8 e T9, respectivamente. Hernandez (1995) encontrou valores variando de 17,53 a 19,82 kg m-1, portanto, acima dos valores obtidos.

 

CONCLUSÕES

As maiores produtividades de melão foram obtidas nos tratamentos com aplicação de dióxido de carbono via água de irrigação. Aplicação de CO2 via da irrigação não alterou a qualidade do fruto de melão. Não houve diferenças entre os teores de nutrientes nas folhas do meloeiro ocasionada pela aplicação de dióxido de carbono através da água de irrigação.

 

AGRADECIMENTOS

Ao apoio financeiro da FAPESP (Processo nº 96/01768-2).

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recebido em 16.06.00

 

 

1Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor apresentada à USP/ESALQ, Piracicaba, SP.

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