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Revista Ciência Agronômica

On-line version ISSN 1806-6690

Rev. Ciênc. Agron. vol.43 no.2 Fortaleza Apr./June 2012

http://dx.doi.org/10.1590/S1806-66902012000200005 

ENGENHARIA AGRÍCOLA

 

Crescimento inicial do milho sob diferentes concentrações de biofertilizante bovino irrigado com águas salinas1

 

Initial growth of corn plants subjected to different concentrations of biofertilizer and irrigated with saline water

 

 

Geocleber Gomes de SousaI,*, Albanise Barbosa MarinhoII, André Henrique Pinheiro AlbuquerqueI, Thales Vinícius de Araújo VianaIII; Benito Moreira de AzevedoIII

IPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, CCA/UFC, Caixa Postal 12. 168, Fortaleza-CE, Brasil, Bolsista da FUNCAP, 60.455-970, sousasolosgeo@hotmail.com; andrehenrique84@yahoo.com.br
IIÁrea de Desenvolvimento Rural, UNILAB, Redenção-CE, Brasil, albanise@unilab.edu.br
IIIDepartamento de Engenharia Agrícola, CCA/UFC, Fortaleza-CE, Brasil, thales@ufc.br, benitoazevedo@hotmail.com

 

 


RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da irrigação com água de alta e baixa salinidade sob o crescimento inicial de plantas de milho cultivadas em solo adubado com biofertilizante bovino. O experimento foi conduzido em ambiente telado do Departamento de Ciências do Solo - UFC. O plantio das sementes deu-se em vasos com capacidade de 12 kg, contendo como substrato um Argissolo e uma planta por vaso. O experimento obedeceu a um delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 2, com quatro repetições, referentes a cinco concentrações de biofertilizante: C1 = 50% bio + 50% água (1:1), C2 = 33,33% bio + 66,67 água (1:2), C3 = 25% bio + 75% água (1:3), C4 = 20% bio + 80% água (1:4) e C5 = 11,12+ 88,88% água (1:5) e dois níveis de salinidade para a água de irrigação S1 = 0,8 dS m-1 (baixa salinidade) e S2 = 3,4 dS m-1 (alta salinidade). Foram analisadas a condutividade elétrica do solo (CEes) e o crescimento inicial das plantas utilizando-se as seguintes características: altura de plantas, diâmetro do colmo, área foliar, matéria seca da parte aérea, da raiz e matéria seca total. A irrigação com água de baixa salinidade foi mais eficiente no crescimento inicial das plantas, exceto a matéria seca da raiz, sob concentrações crescentes de biofertilizante bovino. Sob as mesmas concentrações de biofertilizante bovino e irrigação com água salina, elevou o caráter salino do solo, mas com menos intensidade no solo irrigado com água de baixa salinidade.

Palavras-chave: Zea mays L. Estresse salino. Insumo orgânico.


ABSTRACT

The purpose of this study was to evaluate the effect of irrigation with water of high and low salinity on the initial growth of corn plants grown in soil fertilized with bovine bio-fertilizer. The experiment was conducted in a greenhouse of the Department of Soil Science - UFC. The seeds were planted in vessels with a 12 kg capacity, containing Alfissol as substrate and one plant per pot. The experiment followed a completely randomized design, in a 5x2 factorial scheme, with four replications, referring to five concentrations of bio-fertilizer: C1 = 50% biofertilizer + 50% water (1:1), C2 = 33.33% biofertilizer + 66.67 + water (1:2), C3 = 25% biofertilizer + 75% water (1:3), C4 = 20% biofertilizer + 80% water (1:4) and C5 = 11.12% biofertilizer + 88, 88% water (1:5) and two salinity levels of irrigation water for S1 = 0.8 dS m-1 (low salinity) and S2 = 3.4 dS m-1 (high salinity). We analyzed the early growth of plants as compared to the readings of electrical conductivity of water saturated soil extracts (ECse) by using the collected data on plant height, stem diameter, leaf area, shoot dry matter, root dry matter and total dry matter. Irrigation with low salinity water was found more efficient in promoting the initial growth of plants under increasing concentrations of biofertilizer, except for root dry matter. Under the same concentrations of biofertilizer, plus irrigation with saline water, soil salinity increased, but did so with less intensity in soil irrigated with low salinity water.

Key words: Zea mays L. Saline stress. Organic manure.


 

 

Introdução

O uso de água salina na agricultura deve ser considerado como uma alternativa importante na utilização dos recursos naturais escassos. Entretanto, a qualidade da água para irrigação das regiões semiáridas apresenta grande variabilidade, tanto em termos geográficos (espacial), como ao longo do ano (sazonal). Dentre as características que determinam a qualidade da água para a irrigação, a concentração de sais solúveis ou salinidade, é um dos principais fatores limitante ao crescimento e desenvolvimento de algumas culturas (BEZERRA et al., 2010). De acordo com Ayers e Westcot (1999) os efeitos da salinidade da água de irrigação sobre os vegetais, variam entre espécies e genótipos de uma mesma espécie.

O  milho  (Zea mays L.) originário da América Central e cultivado em todo o Brasil, tem grande importância econômica, devido às diversas formas de sua utilização, desde a alimentação humana e animal até a indústria de alta tecnologia e utilização na produção de biocombustíveis (FORNASIERI FILHO, 2007).  Para Ayers e Westcot (1999), o milho, é uma espécie moderadamente sensível à salinidade, com salinidade limiar da água de 1,1 dS m-1 e do solo de 1,7 dS m-1.

De acordo com Munns (2005) a inibição do crescimento das plantas sob salinidade ocorre por duas razões, a primeira se deve ao efeito osmótico provocado pela salinidade, que reduz a absorção de água, e a segunda se dá devido ao efeito específico dos íons ou ao excesso, que entram no fluxo de transpiração e, eventualmente, causam injúrias nas folhas, reduzindo o crescimento ou influenciando negativamente na absorção de elementos essenciais.

Ao avaliar o desenvolvimento inicial do milho-pipoca 'híbrido Zélia' irrigado com diferentes níveis de salinidade da água de irrigação, Oliveira et al. (2009) constataram que o incremento da salinidade da água inibiu o diâmetro do caule e o número de folhas emitidas das plantas. Nesta mesma espécie, Garcia et al. (2007), Blanco et al. (2008) e Gondim et al. (2011) observaram que o estresse salino afetou o conteúdo de matéria seca da parte aérea e das raízes; enquanto Sousa et al. (2010) no híbrido AG 1051 obtiveram reduções na acumulação da biomassa das partes vegetativas (folha + colmo).

Neste contexto, o desenvolvimento de estratégias de manejo em áreas irrigadas da região semiárida do Nordeste, onde as águas nem sempre são de boa qualidade, pode ser uma alternativa para se elevar a produtividade de culturas tolerantes a estes ambientes (BEZERRA et al., 2010). Dentre essas estratégias, está o uso de biofertilizante ou esterco líquido bovino, que tem evidenciado atenuar os efeitos deletérios da salinidade da água de irrigação no crescimento inicial de algumas culturas.

Campos et al. (2009), estudando o efeito da água salina e do esterco bovino líquido na cultura da mamoneira, verificaram que o aumento do teor salino das águas prejudicou seu crescimento inicial, mas com menos intensidade no solo onde foi aplicado o esterco líquido bovino. Mesquita et al. (2010) e Silva et al. (2011) também constataram efeitos benéficos do biofertilizante bovino em ambiente salino sobre o crescimento inicial de plantas de maracujazeiro-amarelo e feijão-de-corda, respectivamente.

De acordo com Cavalcante et al. (2010) além dos efeitos promovidos na estruturação física do solo, o esterco bovino líquido aplicado na superfície do substrato forma uma camada de impedimento às perdas elevadas de água por evaporação, o que possibilita às células vegetais permanecerem túrgidas por mais tempo em relação às plantas que não receberam o insumo. Sob estresse salino, Silva et al. (2011) concluíram que o biofertilizante proporciona melhores rendimentos relacionados às trocas gasosas como fotossíntese, transpiração e condutância estomática quando comparadas às que não receberam aplicação do insumo orgânico.

Diante desse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento inicial de plantas de milho irrigado com água de alta e baixa salinidade em solo adubado com biofertilizante bovino após diferentes níveis de diluição.

 

Material e métodos

O experimento foi conduzido em ambiente protegido do Departamento de Ciências do Solo, no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da Universidade Federal do Ceará (UFC), localizado no Campus do Pici, em Fortaleza (3°45' S; 38° 33' W e altitude de 19 m). Segundo a classificação de Köppen, a área do experimento está localizada numa região de clima Aw'. O solo utilizado como substrato é classificado como Argissolo Vermelho Amarelo (EMBRAPA, 2006). Foram coletadas amostras compostas na camada de 0-20 cm de profundidade e submetidas às análises laboratoriais para determinação dos atributos físicos e químicos, indicados na Tabela 1, conforme Embrapa (1997) e Richards (1954).

 

 

O plantio das sementes do milho híbrido AG 1051 foi feito em vasos plásticos com capacidade de 12 kg, e realizado em março de 2010. Após o estabelecimento das plântulas, aos cinco dias depois da semeadura (DAS), fez-se o desbaste deixando-se uma planta por vaso.

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado seguindo o arranjo fatorial 5 x 2, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos de cinco concentrações de biofertilizante (C1 = 50% bio + 50% água, C2 = 33,33% bio + 66,67 água, C3 = 25% bio + 75% água, C4 = 20% bio + 80% água e C5 = 11,12%+ 88,88% água) diluídas em água não salina, aplicadas em cada vaso em volume correspondente a 10% do volume do substrato (1,2 L planta-1) irrigada com água de baixa salinidade (0,8 dS m-1) e alta salinidade (3,4 dS m-1).

Na preparação da água com alta salinidade (CEa = 3,4 dS m-1 ) foram utilizados os sais de NaCl, CaCl2.2H2O e MgCl2.6H2O, na proporção de 7:2:1 (MEDEIROS, 1992). A água de baixa salinidade (0,8 dS m-1) foi retirada da torneira. A irrigação foi iniciada após o desbaste e a quantidade de água aplicada diariamente às plantas foi calculada de acordo com o princípio do lisímetro de drenagem (BERNARDO et al., 2008), mantendo-se o solo na capacidade de campo.

O biofertilizante bovino foi preparado a partir de uma mistura de partes iguais de esterco fresco bovino e água não salina (CEa = 0,8 dS m-1) sob fermentação anaeróbia, durante 30 dias, em recipiente plástico. Para se obter o sistema anaeróbio, a mistura foi colocada em uma bombona plástica de 200 L deixando-se um espaço vazio de 15 a 20 cm no seu interior e fechada hermeticamente. Na tampa foi adaptada uma mangueira com a outra extremidade mergulhada num recipiente com água na altura de 20 cm, para a saída de gases (PENTEADO, 2007). A análise química do biofertilizante na forma líquida como água de irrigação e os teores de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn e Mn) na composição química da matéria seca, encontram-se nas Tabelas 2 e 3. As análises foram realizadas adotando-se as metodologias sugeridas por Richards (1954) e Malavolta et al. (1997), respectivamente.

No final do experimento, aos 45 dias após a semeadura (DAS), avaliaram-se as seguintes variáveis: altura de planta, diâmetro do caule, área foliar, massa da matéria seca de raiz, parte aérea e total das plantas. Após a coleta das plantas o solo de cada vaso foi homogeneizado e amostras foram utilizadas na determinação da condutividade elétrica do extrato de saturação, adotando-se a metodologia contida em Richards (1954).

Os resultados foram submetidos à análise de variância e de regressão e, as médias comparadas pelo teste de Tukey com P < 0,05, utilizando-se o programa SAEG/UFV. Na análise de regressão, as equações de regressão que melhor se ajustarem aos dados foram escolhidas com base na significância dos coeficientes de regressão ao nível de significância de 1% (**) e 5% (*) pelo teste F, e no maior coeficiente de determinação (R2).

 

Resultados e discussão

Crescimento inicial

A análise de variância apresentada na Tabela 4 mostrou que as águas de diferentes salinidades influenciaram na condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (CEes), altura da planta (AP) e na matéria seca da raiz (MSR). As demais variáveis foram influenciadas pelas diferentes concentrações de biofertilizante bovino em nível de significância de 1 e 5% pelo teste F. Já para a interação entre os níveis de salinidade e as concentrações de biofertilizante bovino, verificou-se que houve efeito significativo na condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (CEes), na altura de plantas (AP), na área foliar (AF), na matéria seca da parte aérea (MSPA), da raiz (MSR) e na matéria seca total (MST).

As plantas irrigadas com água de baixa salinidade apresentaram uma maior altura quando comparadas às irrigadas com água de alta salinidade. Analisando a altura da planta em função das concentrações de biofertilizante para águas de baixa e alta salinidade, verificou-se que em condições de baixa salinidade, as plantas atingiram altura máxima de 75,65 cm quando se utilizou a concentração de 39,80% de participação do biofertilizante. Já sob água de alta salinidade, a altura máxima da planta de 50,95 cm foi obtida para a concentração de 34,83% de biofertilizante bovino (FIG. 1).

 

 

Oliveira et al. (2009) estudando o desenvolvimento inicial do milho pipoca irrigado com águas de diferentes salinidades em condições de casa de vegetação, concluíram que o estresse salino afetou o crescimento da cultura em altura das plantas. Por outro lado, Cavalcante et al. (2010) verificaram que os níveis crescentes de sais da água de irrigação prejudicou o crescimento em altura de plantas de goiabeira, mas com menos intensidade no solo com esterco líquido bovino. Comportamentos semelhantes foram obtidos por Silva et al. (2008) e Campos et al. (2009) que constataram influência positiva do insumo orgânico em ambiente salino sobre o crescimento de plantas de goiabeira e mamoneira, respectivamente.

Diferentemente da altura das plantas, os níveis crescente de sais da água de irrigação não exerceram efeitos significativos sobre o DC (TAB. 2). Sob estresse salino, Azevedo Neto e Tabosa (2000) em solução nutritiva com NaCl e Oliveira et al. (2009) em casa de vegetação na cultura do milho, evidenciaram resultados opostos aos desse estudo.

Já as concentrações de biofertilizante bovino exerceram efeitos significativos ao nível de significância de 5%. Com base na Figura 2, o modelo que melhor se ajustou foi o linear crescente, com um coeficiente de determinação de 0,91. Salienta-se que esse insumo orgânico apresentou um aspecto nutricional positivo para essa variável estudada. Confirmando essa informação, Rodolfo Júnior et al. (2009) em condições de campo, obtiveram resultados similares na cultura do maracujazeiro amarelo.

 

 

A partir da análise de regressão apresentada na Figura 3, nota-se que em condições de irrigação com água de baixa salinidade, a área foliar aumentou linearmente com o aumento das concentrações de biofertilizante bovino. A superioridade da área foliar sob irrigação com água de baixa salinidade evidencia os efeitos expressivos do biofertilizante bovino, resultando em maior eficiência das plantas nos processos fotossintéticos e no transporte de solutos orgânicos nos tecidos vegetais. Já sob água de alta salinidade, a área foliar apresentou um comportamento quadrático, atingiu valor máximo de 2.337,5 cm2 para uma concentração de 22,98% de biofertilizante. Acima desta concentração, observou-se uma diminuição da área foliar que deve-se possivelmente, ao estresse osmótico e hídrico, os quais são decorrentes do estresse salino no ambiente radicular, o que pode, de acordo com Ayers e Westcot (1999), promover desequilíbrio fisiológico às plantas.

 

 

Resultados semelhantes sobre a redução da área foliar em plantas de milho sob estresse salino foram registrados por Azevedo Neto e Tabosa (2000), Blanco et al. (2008) e Oliveira et al. (2009). Quando da presença de biofertilizante bovino, Mesquita et al. (2010) em plantas de maracujazeiro amarelo, Cavalcante et al. (2010) em plantas de goiabeira e Silva et al. (2011) em plantas de feijão-de-corda obtiveram resultados similares ao desse estudo.

O aumento das concentrações de biofertilizante bovino influenciou positivamente sobre a matéria seca da parte aérea (FIG. 4) aos 45 dias após a semeadura (DAS), tendo seu crescimento mais afetado quando irrigada com água de alta salinidade. A partir da análise de regressão verificou-se que a MSPA em função das concentrações de biofertilizante bovino para a água de baixa salinidade se ajustou em um modelo linear com R2 de 0,92 (FIG. 4). Para água de alta salinidade, a MSPA em função dos níveis diluição de biofertilizante se ajustou em um modelo polinomial quadrático com R2 de 0,69, verificando-se que a concentração de biofertilizante de 29,21% proporcionou a maior MSPA, de 163,1 g. Salienta-se que quanto maior a concentração de biofertilizante menor é a quantidade de nutriente presente nesse insumo.

 

 

Oliveira et al. (2009) em casa de vegetação e Sousa et al. (2010) em condições de campo avaliando a salinidade da água de irrigação na cultura do milho, concluíram que a produção de MSPA das plantas sofrera decréscimo com o aumento da condutividade elétrica da água de irrigação. Para Garcia et al. (2007) a redução da matéria seca da parte aérea em plantas de milho irrigado com água salina, está relacionada ao desvio de energia em decorrência do aumento dos níveis de salinidade do solo, logo, a redução nos valores da MSPA pode ser o reflexo do custo metabólico de energia.

Contrariando esse estudo, Cavalcante et al. (2010) e Silva et al. (2011) estudando a MSPA em plantas de goiabeira e feijão-de-corda em solo com concentração de 50% de biofertilizante bovino em ambiente salino, obtiveram uma maior MSPA em relação às plantas que não receberam o insumo orgânico.

Na irrigação com água de alta salinidade, verificou-se a partir da análise de regressão que a MSR (FIG. 5) do milho decresceu linearmente com o aumento das concentrações de biofertilizante. Izzo et al.  (1991), estudando a cultura do milho sob diferentes concentrações de sais, relatam que a maior tolerância das raízes contribuiu para a tolerância das plantas ao estresse salino.

 

 

Esse comportamento pode ser explicado, em parte, pelas diferentes condições de cultivo utilizadas, tais como tipo de substrato, espécie e o estádio de desenvolvimento em que o estresse é aplicado (NEVES et al., 2009; OLIVEIRA et al., 2010). Resultados semelhantes ao desse estudo foram observados por Azevedo Neto e Tabosa (2000) na cultura do milho. Os autores concluíram que a salinidade reduz a produção de matéria seca das raízes de 42 a 66%.

Já sob água de baixa salinidade, o modelo polinomial quadrático, apresentou um R2 = 0,74. A maior MSR de 15,03 g foi obtida com a concentração de biofertilizante de 31,07%. Possivelmente a presença de um maior teor de biofertilizante tenha contribuído para o aumento da população de microrganismos concorrentes por nutrientes como nitrogênio e potássio, resultando em menor crescimento da biomassa radicular. Cavalcante et al. (2010) em goiabeira e Mesquita et al. (2010) em maracujazeiro amarelo, avaliando os efeitos do estresse salino em vaso contendo biofertilizante bovino, evidenciaram uma tendência oposta a desse estudo sobre a MSR.

Como verificado para a matéria seca da parte aérea e da raiz, a matéria seca total das plantas de milho também foi afetada negativamente pela água de irrigação de alta salinidade. De acordo com a análise de regressão verificou-se que a MST em função das concentrações de biofertilizante bovino para a água de alta salinidade se ajustou em um modelo quadrático com R2 de 0,55 (FIG. 6), constatando que a concentração de biofertilizante de 10,02% proporcionou à maior MST, de 221,12 g.

 

 

Resultados similares foram abordados por Souza et al. (2007), em condições de casa de vegetação, na cultura do feijão-de-corda sob níveis crescentes de salinidade e por Gondim et al. (2011) em milho em solução nutritiva sob concentrações crescentes de NaCl.

Para água de baixa salinidade, a MST em função das concentrações de biofertilizante se ajustou a um modelo polinomial quadrático com R2 de 0,82, verificando-se que o nível de diluição de biofertilizante de 25,91% proporcionou a maior MST de 179,7 g.

Mesquita et al. (2010) concluíram que na presença do biofertilizante bovino, após 65 dias após a emergência de plantas de maracujazeiro amarelo, a MST foi significativamente superior quando comparado à ausência do insumo orgânico. Cavalcante et al. (2010) estudando água salina e esterco bovino líquido na formação de mudas de goiabeira cultivar paluma, verificaram que o aumento do conteúdo salino da água de irrigação inibiu linearmente a produção de matéria seca total em planta de goiabeira aos 70 dias após a emergência, mas sempre com menor intensidade nos tratamentos com insumo orgânico.

Condutividade elétrica do solo

A CEes que era de 0, 22 dS m-1 antes da aplicação dos tratamentos (TAB. 1), foi marcadamente elevada após a aplicação das concentrações de biofertilizante bovino sob irrigação, utilizando-se água de baixa e alta salinidade até os 45 após ao plantio (FIG. 7). A CEes foi mais elevada nos tratamentos com água de alta salinidade. Isto pode ser explicado pelo fato de não ter sido adicionada fração de lixiviação para evitar acúmulo de sais. Neves et al. (2010), Bezerra et al. (2010) e Morais et al. (2011) encontraram resultados semelhantes neste tipo de solo quando irrigado com água de alta salinidade.

 

 

Estudando interação da salinidade e biofertilizante bovino sob o crescimento do feijão-de-corda, em vaso contento como substrato o mesmo tipo de solo dessa pesquisa, Silva et al. (2011) constataram que o aumento da salinidade da água de irrigação aumentou o caráter salino desse substrato. Contrariando esse estudo, Cavalcante et al. (2009) concluíram que o esterco bovino líquido diminuiu a condutividade elétrica do solo quando aplicado uma semana antes da semeadura; por outro lado, Cavalcante et al. (2010) e Medeiros et al. (2011) verificaram que o aumento da salinidade da água de irrigação aumenta a salinidade do solo, independentemente da adição ou não do esterco líquido bovino.

 

Conclusões

1. A irrigação com água de baixa salinidade foi mais eficiente no crescimento inicial das plantas, exceto a matéria seca da raiz, sob doses crescentes de biofertilizante bovino;

2. Sob as mesmas concentrações de biofertilizante bovino e sob irrigação com água salina, elevou-se o caráter salino do solo, mas com menos intensidade no solo irrigado com água de baixa salinidade;

3. Quanto maior a concentração do biofertilizante bovino, menor é o efeito degenerativo da água salina à cultura do milho.

 

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro para a realização da pesquisa.

 

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Recebido para publicação em 16/12/2010; aprovado em 01/08/2011

 

 

* Autor para correspondência
1 Projeto financiado pelo CNPq