Cu e Zn na cultura do sorgo cultivado em três classes de solos: I. Crescimento vegetativo e produção

Cu and Zn in sorghum cultivated in three soil classes: I. Vegetative growth and yield

MANEJO DE SOLO, ÁGUA E PLANTA

Cu e Zn na cultura do sorgo cultivado em três classes de solos. I. Crescimento vegetativo e produção¹

Cu and Zn in sorghum cultivated in three soil classes. I. Vegetative growth and yield

Hemmannuella C. Santos^I; Vânia S. Fraga^II; Roberto W. C. Raposo^II; Walter E. Pereira^III

^IDoutoranda do Programa de Pós-Graduação em Agronomia/UFPB, CEP 58397-000, Areia, PB. Fone: (83) 3362-2300. E-mail: [e-mail]

^IIDepartamento de Solos e Engenharia Rural/UFPB. Fone: (83) 3362-2300. E-mail: [e-mail]; [e-mail]

^IIIDepartamento de Ciências Fundamentais e Sociais/UFPB. Fone: (83) 3362-2300. E-mail: [e-mail]

RESUMO

Os micronutrientes Cu e Zn são importantes para o bom desenvolvimento vegetativo e para a formação de grãos em cereais. Com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de Cu e Zn nos atributos de crescimento e na produção da cultura do sorgo realizou-se um experimento em ambiente protegido, no qual o delineamento foi em blocos casualizados, com a combinação de cinco doses de cobre (0, 0,26, 0,90, 1,54 e 1,80 mg kg^-1) e cinco doses de zinco (0, 0,32, 1,1, 1,88 e 2,2 mg kg^-1), combinadas na matriz Composto Central de Box, perfazendo 9 tratamentos, que foram aplicados em três classes de solo (Latossolo, Luvissolo e Neossolo), com 3 repetições. Avaliaram-se, aos 96 dias após a semeadura, os atributos de crescimento e a produção da cultura. A aplicação de cobre resultou em incrementos na área foliar, diâmetro do colmo, comprimento e diâmetro da panícula, matéria seca e na produção, o mesmo não ocorrendo para o zinco. As concentrações foliares de zinco indicaram interação negativa entre as doses aplicadas, enquanto entre os solos o Luvissolo foi o mais responsivo à aplicação dos nutrientes.

Palavras-chave:Sorghum bicolor, micronutrientes, nutrição mineral

ABSTRACT

The micronutrients copper and zinc are important for good vegetative growth and for grain formation in cereals. An experiment was carried out aiming to evaluate the effect of copper and zinc application upon growth attributes of sorghum and upon its grain yield. A randomized block experimental design was used, with a combination of five doses of copper (0, 0.26, 0.90, 1.54 and 1.80 mg kg^-1) and five doses of zinc (0, 0.32, 1.1, 1.88 and 2.2 mg kg^-1) combined by Box Central Composite design, resulting in nine treatments which were applied in three soil classes (Latosol, Alfisol and Entisol), with three replications. Ninety six days after sowing, growth attributes and sorghum yield were determined. The copper application increased leaf area, stem diameter, panicle length and diameter, dry matter yield and grain yield, however the same results were not observed for zinc application. The foliar concentrations of copper and zinc presented negative interactions between the applied doses. Alfisol was the soil most influenced by nutrient application.

Key words:Sorghum bicolor, micronutrients, mineral nutrition

INTRODUÇÃO

O sorgo é o quinto cereal mais importante do mundo, depois do milho, arroz, trigo e cevada; devido à sua adaptação em regiões de clima semi-árido, pode ser substituto do milho, como cultura de subsistência; de ampla utilização na alimentação humana, principalmente na África e Ásia, e animal; a que se resume a utilização do sorgo no Brasil, a cultura é bastante promissora e apresenta aumento de produção e área plantada em algumas regiões do País (IBGE, 2005).

Os estudos nutricionais para a cultura do sorgo se voltam para a adubação com os macronutrientes N, P e K, embora sejam poucos os estudos relacionados às exigências nutricionais de micronutrientes. Como a cultura não é muito difundida na região Nordeste em virtude, talvez, da falta de estudos adaptados às condições edafoclimáticas, tornam-se oportunos o conhecimento das necessidades de micronutrientes e o manejo da cultura, visando não só aumentar a produtividade e qualidade dos grãos mas, também, manter a fertilidade dos solos.

Em relação aos micronutrientes, as plantas de sorgo são consideradas muito sensíveis à deficiência de Zn e apresentam sensibilidade média à deficiência de Cu, além de aumentos de produção com a aplicação de Zn (Martens & Westermann, 1991; Ritchey et al., 1986). Em outras gramíneas, como o arroz, a matéria seca foi significativamente maior com a aplicação de doses crescentes de cobre e zinco (Fageria, 2002). Trabalhando com doses de zinco, Fageria (2000) verificou que a produção de matéria seca da parte aérea aumentou 36% com a aplicação de 10 mg kg^-1 e 14% com a aplicação de 20 mg kg^-1, para arroz e milho, respectivamente, se comparados com a testemunha, evidenciando a importância desses nutrientes para as culturas.

Os solos apresentam diferentes formas de disponibilizar seus elementos minerais para as plantas, o que dependerá do teor disponível de nutrientes no solo, resultado do intemperismo das rochas, do pH da solução e das propriedades químicas e físicas do solo, em especial da quantidade de argila e matéria orgânica, no caso dos micronutrientes.

Na região Nordeste os solos do sertão são pouco profundos e podem ser ricos em nutrientes, enquanto em regiões de relevo mais plano e maior precipitação pluviométrica os solos são pobres (Lepsch, 2002). Os solos do Estado da Paraíba são formados, em sua maioria, de rochas ígneas, o que lhes confere a característica de serem quimicamente pobres em nutrientes; no entanto, não há dados sobre a disponibilidade de micronutrientes nos solos da região (Menezes et al., 2005), razão por que se objetiva, com o presente estudo, avaliar, sob condições de ambiente protegido, os atributos de crescimento do sorgo e sua produção, em função da aplicação de Cu e Zn em três classes de solo da Paraíba.

MATERIAL E MÉTODOS

Este experimento foi conduzido em abrigo telado pertencente ao Departamento de Solos e Engenharia Rural, localizado no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba, município de Areia, PB, situado a 6° 58' de latitude Sul e 35° 41' de longitude Oeste e 575 m de altitude.

Os solos, classificados como Latossolo Amarelo (LA), Luvissolo Háplico (TX) e Neossolo Quartzarênico (RQ), foram coletados na profundidade de 0 a 20 cm nos municípios de Bananeiras, Solânea e Esperança, respectivamente, no Estado da Paraíba. Após serem secados ao ar, os solos foram destorroados, passados em peneira de 2,0 mm de malha e caracterizados, física e quimicamente (Tabela 1), no Laboratório de Análise de Solo do Departamento de Solos e Engenharia Rural/CCA/UFPB, em Areia, PB, conforme metodologia descrita em EMBRAPA (1997).

O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com três repetições; os tratamentos consistiram de cinco doses de Cu e de cinco doses de Zn, totalizando nove combinações, geradas através da matriz Composto Central de Box (Mateus et al., 2001) e a parcela experimental se compunha de um vaso contendo uma planta de sorgo, perfazendo 81 parcelas. As combinações de Cu e Zn foram, em mg kg^-1: T₁, 0,26 e 0,32; T₂, 0,26 e 1,88; T₃, 1,54 e 0,32; T₄, 1,54 e 1,88; T₅, 0,0 e 1,10; T₆, 0,90 e 0,0; T₇, 1,80 e 1,10; T₈, 0,90 e 2,20 e T₉, 0,90 e 1,10. As doses máximas de Cu (1,80 mg kg^-1) e de Zn (2,2 mg kg^-1) foram definidas de acordo com a recomendação para interpretação de análises de solos da CFSEMG (1999) que indica esses teores de micronutrientes no solo como adequados para a maioria das culturas.

Utilizaram-se soluções de CuCl e ZnCl₂ calculadas para conter, em 10 mL de solução, a quantidade de nutrientes para cada tratamento, separadamente; as doses foram aplicadas ao solo parceladas em três adubações (plantio, 15 e 30 dias após o plantio).

As exigências nutricionais em macro e micronutrientes foram supridas de acordo com Malavolta (1980), excetuando-se o Cu e o Zn; foram aplicados, em mg kg^-1 de solo, 300 de N (600 kg ha^-1); 200 de P (400 kg ha^-1); 150 de K (300 kg ha^-1); 75 de Ca (150 kg ha^-1); 15 de Mg (30 kg ha^-1); 0,5 de B (1 kg ha^-1); 5 de Fe (10 kg ha^-1); 3 de Mn (6 kg ha^-1) e 0,1 de Mo (0,2 kg ha^-1); aplicaram-se os nutrientes em forma de solução, quinzenalmente, em cinco parcelas, sendo que o P foi em parcela única e uniforme, em todo o solo do vaso.

Oito sementes do híbrido Pioneer 8419, de ciclo precoce, foram semeadas em 10 de maio de 2006, em sacos plásticos com 7 kg de solo acondicionados em vasos de polietileno; aos 15 dias após o plantio, realizou-se o desbaste deixando-se uma planta por vaso e se efetuou a irrigação dos vasos, com base no seu peso, mantendo-se a umidade em torno da capacidade de campo de cada solo.

As avaliações de altura, diâmetro do colmo e número de folhas, foram realizadas quinzenalmente, durante três meses. No início do florescimento a quarta folha com a bainha visível a partir do ápice foi, coletada para realização de diagnose foliar; fez-se a análise dos nutrientes na folha, conforme Tedesco et al. (1995), enquanto o teor de Cu (Cu-fl) e o Zn (Zn-fl) foram determinados por espectrofotometria de absorção atômica.

Ao final do experimento, ou seja, 96 dias após o plantio, definiram-se: altura das plantas (ALT), a área foliar (AF) (Watson, 1947), a matéria seca das folhas (MS-fl), do colmo (MS-col), da panícula (MS-pan), dos grãos (MS-gr), da raiz (MS-r) e matéria seca total (MS-tot), o diâmetro e comprimento da panícula (DIAM e CPAN), a relação parte aérea:raiz (PAR), o comprimento dos internódios (CINT) e a produção (PROD), cujos resultados foram submetidos à análise de variância e se avaliou o efeito das doses de Cu e Zn através da curva ou superfície de resposta, obtida mediante regressão, enquanto as classes de solos foram comparadas por contrastes, considerando-se o solo menos intemperizado e os mais intemperizados (RQ vs LA e TX), e entre os mais intemperizados (LA vs TX).

Escolheu-se o modelo de regressão com base no coeficiente de determinação (R²), na significância dos parâmetros e pelo significado biológico do fenômeno, testados pelo teste F até 5% de probabilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O teor foliar de Cu das plantas cultivadas no TX decresceu com a aplicação de Cu e Zn (Tabela 2). A maior dose de Zn na ausência de Cu resultou no maior teor foliar de Zn nas plantas cultivadas no LA mas, com o aumento das doses de Cu, os teores foliares de Zn decresceram linearmente (Tabela 2), mostrando clara interação negativa entre os elementos, confirmando os resultados obtidos em outros trabalhos (Gomes et al., 2006; Furlani et al., 2005; Bertoni et al., 1999). Este antagonismo pode ser explicado pela competição dos cátions bivalentes por carregadores nos sítios de absorção na membrana plasmática (Marschner, 1995).

A estimativa dos contrastes entre os solos evidenciou maiores teores foliares médios de Cu de 10,5 mg kg^-1 no TX e de Zn de 29,9 mg kg^-1 no RQ (Tabela 3). Esses teores foliares são considerados adequados para o desenvolvimento das plantas, tendo em vista que para a cultura do sorgo eles são de 10 mg kg^-1 de Cu e 20 mg kg^-1 de Zn (Malavolta et al., 1997); no entanto, os teores de Cu seriam considerados insuficientes para as plantas cultivadas no LA e RQ, cujos valores médios foram de 3,45 e 7,09 mg kg^-1 (Tabela 3).

Os teores de matéria orgânica e de argila, 17,5 e 282 g kg^-1, respectivamente, observados no solo originalmente (Tabela 1) podem ter influenciado a baixa absorção de Cu pelas plantas cultivadas no LA (Tabela 3). O Cu possui a propriedade de formar complexos e quelatos estáveis com a matéria orgânica do solo (Silveira et al., 1999), com os óxidos de ferro encontrados em concentrações mais altas em solos muito intemperizados, como os Latossolos (Nascimento et al., 2003), ou formar hidróxidos e se precipitar em solos com pH elevado (Silveira et al., 1999), como é o caso do RQ, cujo pH é 6,9 (Tabela 1).

Os teores foliares médios de Zn nas plantas cultivadas nos três solos, são considerados adequados (Tabela 3), já que o nível crítico para deficiência de Zn na quarta folha de sorgo a partir do topo, é de 13 mg kg^-1 (Ohki, 1984). O maior teor de argila, que possui alta afinidade de adsorção de Zn (Nascimento & Fontes, 2004), encontrado no LA, possivelmente favoreceu uma quantidade menor do Zn em solução, resultando em menores teores de Zn na folha diagnóstica das plantas cultivadas neste solo (Tabela 3).

Utilizando-se as derivadas primeiras das funções apresentadas na Tabela 2, foram encontradas as doses referentes à máxima produção estimada. Observou-se que, com a aplicação de 1,28 mg kg^-1 de Cu se atingiu a área foliar máxima das plantas cultivadas no LA, 3533,6 cm² planta^-1, representando incrementos de 68% em relação às plantas que não receberam aplicação de cobre (Tabela 2). No TX, com a aplicação de doses crescentes de Cu, ocorreu incremento linear na área foliar das plantas. O cobre é um elemento requerido para o bom desenvolvimento das plantas, visto que plantas com deficiência ou excesso deste nutriente apresentam área foliar reduzida (Khurana et al., 2006; Fageria, 2002; Mocquot et al., 1996). A aplicação de doses de Zn ao solo não teve efeito significativo na área foliar das plantas de sorgo. As plantas cultivadas no TX apresentaram maiores valores médios de área foliar (Tabela 3).

A altura das plantas não foi influenciada significativamente pelos tratamentos, em nenhum dos solos; os contrastes entre os solos também não foram significativos para esta variável (Tabela 3); já para diâmetro de colmo se obteve, com a aplicação de 1,25 mg kg^-1 de cobre no LA, o maior diâmetro de colmo, 17,9 mm (Tabela 2); foi notória a interação negativa entre as doses de Cu e Zn no TX, indicando que o aumento das doses de Cu diminuiu a absorção do Zn e vice-versa (Tabela 2). As plantas cultivadas no TX mostraram maiores valores médios de diâmetro de colmo em relação àquelas cultivadas no LA (Tabela 3); não se constatou influência das doses de Cu no RQ nem das doses de Zn no LA e RQ; o número de folhas não foi afetado pelas doses de Cu no LA nem no TX, não se verificando o mesmo com o RQ em que, com o aumento das doses de Cu, houve decréscimo no número de folhas (Tabela 2); por fim, os contrastes entre os solos também não foram significativos (Tabela 3).

O comprimento de internódios das plantas de sorgo não sofreu influência com a aplicação de Cu e Zn. As plantas cultivadas no LA apresentaram os maiores valores médios para o comprimento de internódios em relação àquelas cultivadas no TX (Tabela 3), devido, provavelmente, ao maior equilíbrio entre os teores de Cu e Zn presentes originalmente no solo, evitando interação negativa entre os elementos.

O comprimento e o diâmetro de panícula das plantas cultivadas no LA apresentaram incrementos de 34 e 67%, respectivamente, com a aplicação de doses de Cu, cujos valores máximos estimados foram atingidos com as doses 0,97 e 0,96 mg kg^-1. Os resultados obtidos são devidos, possivelmente, ao aumento na iniciação floral e a produção de grãos de pólen viáveis favorecendo um desenvolvimento melhor e à formação da panícula, uma das funções do Cu na planta (Mengel & Kirkby, 2001; Marschner, 1995). Verificou-se que, entre os solos, as plantas cultivadas no RQ apresentaram maiores valores médios para comprimento e diâmetro de panícula (Tabela 3); entre LA e TX, as plantas cultivadas no LA indicaram os maiores valores médios de diâmetro de panícula (Tabela 3).

O decréscimo linear, observado na relação parte aérea:raiz com o aumento das doses de Cu, pode estar associado ao maior sistema radicular das plantas cultivadas no LA (Tabela 3). Os maiores valores médios de relação parte aérea:raiz encontrados nas plantas cultivadas no RQ (Tabela 3) se devem, sem dúvida, ao menor sistema radicular das plantas de sorgo cultivadas neste solo (Tabela 3), resultado de um excesso de cobre na solução do solo, como observado em outras plantas, por Luchese et al. (2004), Chen et al. (2002), Liao et al. (2000) e Jarausch-Wehrheim et al. (1996), tendo em vista que este solo apresentou os menores teores de argila e carbono orgânico, diminuindo a adsorção do elemento ao solo.

A biomassa de sorgo sofreu incrementos com a aplicação de doses de Cu no LA; as produções máximas estimadas de matéria seca de folha, panícula, grãos e total, seriam atingidas com as doses de 1,24, 1,07, 1,07 e 1,26 mg kg^-1 de Cu, respectivamente (Figura 1A, 1C, 1E e 1F); aumentos na matéria seca de plantas de arroz, feijão, chicória e estilosantes, foram observados com a aplicação de cobre; no entanto, doses excessivas podem diminuir a matéria seca de raiz (Fageria, 2002; Liao et al., 2000; Jarausch-Wehrheim et al., 1996; Galrão et al., 1992). Os maiores valores médios de matéria seca de todos os constituintes da planta de sorgo avaliados, exceto a matéria seca de raiz, foram observados no TX (Tabela 3).

Incrementos na produção de grãos de sorgo foram observados com a aplicação de cobre no LA. A maior produção de grãos estimada, 79,01 g planta^-1, seria obtida com a dose 1,08 mg kg^-1 de Cu (Figura 2); esses resultados confirmam os encontrados na literatura, (Martins et al., 2003; Galrão, 1999; Sfredo et al., 1997), e enfatizam a importância da adubação cúprica para a obtenção de boas produções de grãos. Observaram-se os maiores valores médios de produção de grãos no TX (Tabela 3), apesar da adubação cúprica não ter influenciado a produção neste solo.

CONCLUSÕES

1. A adubação cúprica favorece o bom desenvolvimento vegetativo e reprodutivo das plantas de sorgo, não se observando o mesmo com a adubação com zinco, ocorrendo antagonismo entre esses nutrientes, em algumas variáveis.

2. A utilização de 1,08 mg kg^-1 de Cu no LA proporcionou aumento de produção de grãos de sorgo, não havendo resposta à adubação com zinco.

3. O Luvissolo, com a aplicação de Cu e Zn, foi o mais apropriado para o cultivo do sorgo.

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Protocolo 124.07 - 06/08/2007 - Aprovado em 25/07/2008

1

Parte da Dissertação de Mestrado apresentada pela primeira autora ao Programa de Pós Graduação em Manejo de Solo e Água, CCA/UFPB

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  27 Fev 2009
• Data do Fascículo
  Abr 2009

Histórico

• Aceito
  25 Jul 2008
• Recebido
  06 Ago 2007