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Crescimento e trocas gasosas de genótipos de feijão-caupi sob estratégias de cultivo

Growth and gas exchange of cowpea bean genotypes under strategies of cultivation

Resumo

O feijão-caupi tem grande importância econômica, alimentar e social. No Nordeste brasileiro, notadamente nas regiões semiáridas, sua produção é limitada pelo déficit hídrico, sendo necessário identificar genótipos tolerantes atrelados ao uso de tecnologias em seu cultivo. Com isto, objetivou-se avaliar o rendimento de fitomassa e as trocas gasosas de genótipos de feijão-caupi cultivados em diferentes técnicas de conservação de água. O experimento foi realizado em campo, no município de Pombal, na Paraíba, estudando-se quatro técnicas de retenção de água in situ (camalhão, sulco, bacia e sistema convencional) e seis genótipos de feijão-caupi (1. Costela de Vaca, 2. BRS Itaim, 3. BRS Guariba, 4. BR-17 Gurguéia, 5. BRS Potengi e 6. BRS Aracé) semeados no espaçamento de 0,5 m x 0,5 m, usando o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. Os dados das estimativas do rendimento de fitomassa seca e das trocas gasosas das plantas foram submetidos à análise de variância, ao teste F, seguido de testes de comparação de médias, teste de Tukey. O cultivo em sulcos e em camalhão deram melhor resultados do que o sistema convencional de plantio e em bacia. As variedades BRS - Potengi, BRS - Aracé e BRS - Guariba tiveram melhor crescimento e trocas gasosas das plantas.

Palavras-chave:
semiárido; sistemas de produção; Vigna unguiculata.

Abstract

The cowpea bean has great economic, nutritive and social importance. In the Northeast, especially in semi-arid regions, cowpea production is limited due to a lack of water, making it necessary to identify tolerant genotypes and cultivation technologies. This study therefore aimed to analyze the dry matter yield and the gas exchange between cowpea genotypes cultivated using different water conservation techniques. The experiment was conducted in the field in the city of Pombal, Paraíba, in order to study four treatments that use different water retention techniques (ridge, groove, basin and conventional system) applying six genotypes of cowpea bean (1. Costela de Vaca, 2. BRS Itaim, 3. BRS Guariba, 4. BR-17 Gurgueia, 5. BRS Potengi e 6. BRS Arace) sowing with 0.5 m x 0.5 m spacing between plants, using the randomized blocks design with four replications. Dry matter yield and gas exchange data were subjected to ANOVA, F test, followed by mean comparison tests, Tukey test. The groove and ridge cultivation techniques had better results than the basin and conventional techniques. The BRS- Potengi, BRS - Aracé e BRS - Guariba genotypes had better growth and gas exchange potential.

Keywords:
crop production; semiarid; Vigna unguiculata.

1. INTRODUÇÃO

O feijão-caupi é um dos principais alimentos consumidos pela população brasileira. O cultivo ocorreu em aproximadamente 3,0 milhões de hectares, com produção estimada, no ano de 2012, de 2,9 milhões de toneladas (IBGE, 2013INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Sistema de Recuperação Automática - SIDRA. 2013. Disponível em: http://www.sidra.ibge.gov.br/bda/tabela/listabl.asp?c= 1613&z=t&o=11.Acesso em: 14 jan. 2014
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). O mesmo é cultivado em todo o Brasil, em especial nas Regiões Norte e Nordeste, o qual favorece a fixação do homem ao campo e intensifica a renda da agricultura familiar.

Nas áreas produtoras de feijão-caupi predominam o sistema convencional de plantio, realizado por meio de aração e gradagem, seguido de semeadura. Tais práticas normalmente não são manejadas adequadamente, o que têm ocasionado problemas na redução da profundidade desejada de aração, na atividade microbiológica (Cunha et al., 2011aCUNHA, E. Q.; STONE, L. F.; MOREIRA, J. A. A.; FERREIRA, E. P. B.; DIDONET, A. D.; LEANDRO, W. M. Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho. I - Atributos físicos do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 589-602, 2011a. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832011000200028
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; 2011bCUNHA, E. Q.; STONE, L. F.; MOREIRA, J. A. A.; FERREIRA, E. P. B.; DIDONET, A. D.; LEANDRO, W. M. Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho. II - Atributos biológicos do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 603-611, 2011b. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832011000200029
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) e na capacidade de crescimento do sistema radicular das plantas, com consequente redução na produtividade (Freitas et al., 2014FREITAS, R. M. O. DE; DOMBROSKI, J. L. I.; FREITAS, F. C. L. DE; NOGUEIRA, N. W.; PINTO, J. R. S. Crescimento de feijão-caupi sob efeito de veranico nos sistemas de plantio direto e convencional. Bioscience Journal, v. 30, n. 2, p. 393-401, 2014.).

Este problema é, ainda, mais evidente em solos da região semiárida, caracterizados como jovens, com formação a partir de rochas cristalinas. Além disso, há ocorrência de material de origem aflorado à superfície, o que dificulta a infiltração da água no solo e propicia o escoamento superficial e o processo de erosão (Santos et al., 2014SANTOS, J. C. N. DOS; ANDRADE, E. M. DE; MEDEIROS, P. H. A.; ARAÚJO NETO, J. R. DE; PALÁCIO, H. A. DE Q.; RODRIGUES, R. DO N. Determinação do fator de cobertura e dos coeficientes da MUSLE em microbacias no semiárido brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, v.18, n.11, p. 1157-1164, 2014. http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v18n11p1157-1164
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).

Desta forma, o uso de técnicas de preparo do solo e de práticas conservacionistas se tornam necessárias na retenção de água por um maior período, as quais podem ser implantadas por meio mecanizado ou com auxílio de tração animal (Duret et al., 1986DURET, T.; BARON, V.; ANJOS, J. B. "Systemes de cultures" experimentes dansle Nordeste du Brazil. Machinisme Agricole Tropicale, n. 94, p. 62-74, 1986.; Borges et al., 2014BORGES, T. K. S.; MONTENEGRO, A. A. A.; SANTOS, T. E. M. DOS; SILVA, D. D. DA; SILVA JUNIOR, V. P. Influência de práticas conservacionistas na umidade do solo e no cultivo do milho (Zea mays L.) em semiárido nordestino. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.38, n.6, p. 1862-1873, 2014.). Assim, a água de chuva tende a se acumular na área de retenção, o que permite melhoria na capacidade de infiltração e a manutenção da umidade edáfica.

Além do uso de técnicas de captação de água, deve-se considerar a necessidade de utilização de genótipos com maior tolerância ao déficit hídrico, a qual é variável entre cultivares e espécies, como registrado em plantas de arroz por Aghaee et al. (2011AGHAEE, A.; MORADI, F.; ZARE-MAIVAN, H.; ZARINKAMAR, F.; POUR IRANDOOST, H.; SHARIFI, P. Physiological responses of two rice (Oryza sativa L.) genotypes to chilling stress at seedling stage. African Journal of Biotechnology, v. 10, n. 39, p. 7617-7621, 2011.), de citros, por Brito et al. (2012BRITO, M. E. B.; SOARES, L. A. DOS A.; FERNANDES, P. D.; LIMA, G. S. DE; SÁ, F. V. DA S.; MELO, A. S. Comportamento fisiológico de combinações copa/porta-enxerto de citros sob estresse hídrico. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v.7, p.857-865, 2012.), de trigo, por Csiszár et al. (2012CSISZÁR, J.; GALLÉ, Á.; HORVÁTH, E.; DANCSÓ, P.; GOMBOS, M.; VÁRY, Z.; ERDEI, L.; GYÖRGYEY, J.; TARI, I. Different peroxidase activities and expression of abiotic stress-related peroxidases in apical root segments of wheat genotypes with different drought stress tolerance under osmotic stress. Plant Physiology and Biochemistry, v. 52, p. 119-129, 2012. http://dx.doi.org/10.1016/j.plaphy.2011.12.006
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) e de feijão comum, por Pottorff et al. (2014POTTORFF, M.; ROBERTS, P. A.; CLOSE, T. J.; LONARDI, S.; WANAMAKER, S.; EHLERS, J. D. Identification of candidate genes and molecular markers for heat-induced brown discoloration of seed coats in cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp]. BioMed Central Genomics, v. 15, n. 328, 2014.), ao avaliarem efeitos no crescimento, no comportamento fisiológico, na atividade enzimática e na expressão gênica das plantas pesquisadas. Para esses pesquisadores, o estudo desses parâmetros permite identificar materiais promissores.

A exemplo, Nascimento et al. (2011NASCIMENTO, S. P. DO; BASTOS, E. A.; ARAÚJO, E. C. E.; FREIRE FILHO, F. R.; SILVA, E. M. DA. Tolerância ao déficit hídrico em genótipos de feijão-caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 15, n. 8, p. 853-860, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000800013
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) classificaram genótipos de feijão-caupi quanto à tolerância ao estresse hídrico por meio de variáveis de trocas gasosas, rendimento de grãos e potencial hídrico em condição de deficiência hídrica. Já Silva et al. (2013SILVA, F. L. B. DA; LACERDA C. F. DE; NEVES, A. L. R.; SOUSA, G. G. DE; SOUSA, C. H. C. DE; FERREIRA, F. J. Irrigação com águas salinas e uso de biofertilizante bovino nas trocas gasosas e produtividade de feijão-de-corda. Irriga, v. 18, n. 2, p. 304-317, 2013. http://dx.doi.org/10.15809/irriga.2013v18n2p304
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) registraram, em condição de estresse salino, que as variáveis de trocas gasosas do feijão-caupi apresentam maior sensibilidade.

Com isso, o uso de materiais genéticos adequados as condições climáticas do semiárido atrelados ao manejo de captação de água in situ no sistema de produção podem garantir a sustentabilidade agrícola, haja vista os riscos causados pela irregularidade na distribuição das chuvas em espaço e tempo.

Nesse contexto, objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o rendimento de fitomassa seca e as trocas gasosas de genótipos de feijão-caupi sob estratégias de cultivo no semiárido brasileiro.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado em condições de campo no Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar - CCTA, da Universidade Federal de Campina Grande - UFCG, localizado no município de Pombal, Paraíba, PB, nas coordenadas geográficas 6º47‟20" de latitude S e 37º48‟01" de longitude W, a uma altitude de 174 m.

O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com tratamentos compostos por um esquema fatorial (6 x 4), relativos a seis genótipos de feijão-caupi e quatro estratégias de cultivo, totalizando 24 tratamentos, os quais foram repetidos em quatro blocos, resultando em 96 parcelas, com parcela composta por nove fileiras de 3,0 m de comprimento.

Os seis genótipos de feijão-caupi foram: 1. Costela de Vaca - com crescimento indeterminado e porte prostrado; 2. BRS Itaim - com crescimento determinado e porte ereto; 3. BRS Guariba - com crescimento indeterminado e porte semiereto; 4. BR-17 Gurguéia - com crescimento indeterminado e porte enramador; (5) BRS Potengi, com crescimento indeterminado e porte semiereto; e (6) BRS Aracé, de crescimento indeterminado e porte semiprostrado; provenientes do programa de melhoramento genético de feijão-caupi da Embrapa Meio Norte, com exceção do genótipo 1 que proveio de sistemas de produção local, sendo cultivados em quatro técnicas (Camalhão - TC; Sulco - TS; Bacia - TB; e cultivo convencional - testemunha).

O preparo do solo foi realizado por meio de uma aração e uma gradagem simples; a partir daí foram estabelecidos os tratamentos referentes às técnicas de retenção de água. O camalhão e o sulco foram preparados de forma alternada, levantando-se uma leiva de 30 cm de altura para o camalhão e se usando parte do solo retirado do sulco, que pode ser caracterizado por uma depressão; a bacia foi feita com a construção de diques de solo em uma área de 1 m² a partir do levantamento de uma leiva de solo na altura de 10 cm; durante o preparo da área, procedeu-se a adubação de fundação com 5 L de esterco ovino curtido por metro linear somado à adubação fosfatada, usando-se o superfosfato simples como fonte de P2O5, sendo a quantidade equivalente àquela que proporcionou a maior produtividade de feijão-caupi obtida por Gualter et al. (2008GUALTER, R. M. R.; LEITE, L. F. C.; ARAÚJO, A. S. F. DE; ALCANTARA, R. M. C. M.; COSTA, D. B. R. Inoculação e Adubação mineral em feijão Caupi: Efeitos na nodulação, crescimento e produtividade. Scientia Agraria, v.9, n.4, p.469-474, 2008.), considerando-se, ainda, as características físico-hídricas e químicas do solo, dispostas na Tabela 1.

O plantio dos genótipos de feijão-caupi foi realizado usando-se duas sementes por cova dispostas no espaçamento de 0,5 m x 0,5 m; deste modo, a parcela continha uma área de 12 m² com 48 plantas, sendo avaliadas 12 plantas úteis das quatro fileiras centrais.

Constata-se na Figura 1, que o regime pluviométrico foi limitado e a evapotranspiração foi elevada; assim, realizaram-se aplicações de lâminas de água por meio de um sistema de irrigação por aspersão, a fim de aplicar lâminas de água em turnos de rega semanais, aplicando-se a lâmina equivalente ao déficit hídrico acumulado da semana, em média 49 mm.

Tabela 1
Atributos físico-hídricos e químicos do solo utilizado no experimento, com amostras coletadas de 0 - 20 cm de profundidade, Pombal-PB, 2014.

Figura 1
Precipitação pluviométrica (A) e evapotranspiração (B) registrada durante o período de condução do experimento usando dados da estação da Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA), coletadas no período de outubro de 2013 a janeiro de 2014, Pombal, PB, 2014.

Ao longo do ciclo da cultura do feijão-caupi, foi acompanhada nos respectivos tratamentos a umidade do solo a 20 cm de profundidade, a fim de identificar o comportamento da umidade em cada técnica de cultivo estudada, estando os dados dispostos na Figura 2, observando-se uma umidade em base de peso média de 16,9% (±2,4) nas bacias, 16,74% (±2,7) no camalhão, 18,83% (±2,7) nos sulcos e 17,44% (±2,8) no convencional.

Figura 2
Comportamento da umidade do solo nas técnicas de captação de água Camalhão (A), Sulco (B), Bacia (C) e Sistema Convencional de plantio (D) coletadas no período de outubro de 2013 a janeiro de 2014, Pombal, PB, 2014.

As avaliações da fitomassa foram realizadas aos 43 e 54 dias após a semeadura (DAS), períodos de floração e produção das plantas, respectivamente. As coletas foram realizadas em duas plantas por parcela, mensurando-se a fitomassa seca de caule e de folhas. O material coletado foi levado ao Laboratório de Fitotecnia do CCTA/UFCG, o qual passou por secagem em estufa de circulação de ar por 72 h e, em seguida, o mesmo foi pesado balança analítica, sendo os dados mensurados em gramas (g).

Quando as plantas emitiram o quarto par de folhas definitivas, fase vegetativa V4, 30 DAS, foram determinadas: a Taxa de assimilação de CO2 (A) (µmol m-2 s-1), transpiração (E) (mmol de H2O m-2 s-1), condutância estomática (gs) (mol de H2O m-2 s-1) e concentração interna de CO2 (Ci) na primeira folha madura contada a partir do ápice, usando-se do equipamento portátil de análise de gases por infravermelho (IRGA), "LC Pro +" da ADC BioScientific Ltda, no período de 7 às 9 horas. De posse desses dados foram quantificadas a eficiência instantânea no uso da água (EiUA) (A/E) [(µmol m-2 s-1)/(mol H2O m-2 s-1)-1] e a eficiência intrínseca da carboxilação (A/Ci) (Konrad et al., 2005KONRAD, M. L. F.; SILVA, J. A. B.; FURLANI, P. R.; MACHADO, E. C. Trocas gasosas e fluorescência da clorofila em seis cultivares de cafeeiro sob estresse de alumínio. Bragantia, v. 64, n. 3, p. 339-347, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0006-87052005000300004
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; Ribeiro, 2006RIBEIRO, R. V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira "Valência". 2006. 157f. Tese (Doutorado) - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, Brasil, 2006.; Brito et al., 2012BRITO, M. E. B.; SOARES, L. A. DOS A.; FERNANDES, P. D.; LIMA, G. S. DE; SÁ, F. V. DA S.; MELO, A. S. Comportamento fisiológico de combinações copa/porta-enxerto de citros sob estresse hídrico. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v.7, p.857-865, 2012.).

Os dados obtidos foram avaliados mediante análise de variância pelo teste F; nos casos de significância foi realizado teste de médias (Tukey para técnicas e Scott-Knott para genótipos, p < 0,05) para a interação entre os fatores técnicas de captação de água dentro de cada genótipo (Ferreira, 2011FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia, v. 35, n. 6, p. 1039-1042, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-70542011000600001
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).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Estudando as variáveis fitomassa seca de caule (FSC), folhas (FSF) e parte aérea total (FSPA), tanto no florescimento (43 DAS), quanto na fase de produção (54 DAS), nota-se que as mesmas foram influenciadas pelos fatores em estudo, apresentando diferenças significativas em relação aos genótipos, técnicas e efeito da interação (genótipos x técnicas) (Tabela 2).

Tabela 2
Resumo das análises de variância para as variáveis (FSC), (FSF) e (FSPA), analisadas no período de florescimento (43 DAS) e produção 54 DAS de genótipos de feijão-caupi em função de técnicas de captação de água Pombal, PB, 2014.

Tais diferenças no rendimento em fitomassa podem ser relacionadas aos hábitos de crescimento dos genótipos estudados e potencializado pelas condições de cultivo expresso pela interação. Essas observações são reforçadas pelos registros de Machado et al. (2008MACHADO, C. DE F.; TEIXEIRA, N. J. P.; FREIRE FILHO, F. R.; ROCHA, M. DE M.; GOMES; R. L. F. Identificação de genótipos de feijão-caupi quanto à precocidade, arquitetura da planta e produtividade de grãos. Revista Ciência Agronômica, v. 39, n. 01, p. 114-123, 2008.), ao identificarem diferenças na arquitetura e crescimento de genótipos de feijão-caupi.

Para Teixeira et al. (2007TEIXEIRA, N. J. P.; MACHADO, C. DE F.; FREIRE FILHO, F. R.; ROCHA, M. DE M.; GOMES; R. L. F. Produção, componentes de produção e suas inter-relações em genótipos de feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) walp.] de porte ereto. Revista Ceres, v. 54, n. 314, 2007.), embora a genética tenha mais influência nas características de crescimento do feijão-caupi, este também é influenciado pelas características fenotípicas e o ambiente, como identificado neste trabalho.

Ao estudar as variáveis na fase de floração e frutificação, verifica-se na fitomassa seca de folhas (Tabela 2 e Tabela 3), nas fases de floração e produção, que as maiores médias foram obtidas no BRS Potengi (5), notadamente quando cultivado em camalhão, na fase de floração, com valor de 109,9 g por planta, e em sulcos na fase de produção, com 160,1 g por planta. Na fase de floração, as menores médias foram observadas nas plantas do BRS-Itaim, quando cultivadas em sulcos.

Tal tendência dos dados se repete quando se estuda a fitomassa seca de caule, tanto no florescimento quanto na produção (Tabela 3 e Tabela 4). Percebe-se que o uso do camalhão proporcionou melhores resultados na maioria dos genótipos estudados, com destaque ao BRS Potengi (5), sendo os valores médios 77,0 g e 267,5 g na floração e produção, respectivamente.

Este resultado pode ser relacionado ao condicionamento melhor do solo, como a maior aeração ao proporcionar melhoria nas condições de crescimento das raízes, assim como identificado por Cunha et al. (2011aCUNHA, E. Q.; STONE, L. F.; MOREIRA, J. A. A.; FERREIRA, E. P. B.; DIDONET, A. D.; LEANDRO, W. M. Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho. I - Atributos físicos do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 589-602, 2011a. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832011000200028
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; 2011bCUNHA, E. Q.; STONE, L. F.; MOREIRA, J. A. A.; FERREIRA, E. P. B.; DIDONET, A. D.; LEANDRO, W. M. Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho. II - Atributos biológicos do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 603-611, 2011b. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832011000200029
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).

Ao estudar a fitomassa da parte aérea nas fases de floração e produção (Tabela 3 e Tabela 4), que na verdade é o somatório das fitomassas anteriores, confirma-se que o cultivo em camalhão possibilita maior ganho de fitomassa, notadamente no genótipo BRS Potengi, com 186,88 g. Ademais, os menores valores de fitomassa foram observados nas plantas do BRS - Itaim na floração quando sob cultivo convencional e do Costela de Vaca, também, no mesmo sistema de cultivo na fase de produção.

Tabela 3
Fitomassa seca do caule (g), das folhas (g) e da parte aérea (g), analisadas no período de florescimento 43 DAS, de genótipos de feijão-caupi em função de técnicas de captação de água Pombal, PB, 2014.
Tabela 4
Fitomassa seca do caule (g), das folhas (g) e da parte aérea (g), aos 54 DAS, de genótipos de feijão-caupi em função de técnicas de captação de água, Pombal, PB, 2014.

Estudando-se as variáveis fisiológicas na fase V4, nota-se que não houve diferenças significativas (p ≤ 0,01) entre as técnicas pesquisadas. Quanto aos genótipos, houve diferenças entre nas variáveis fotossíntese líquida (A), concentração intercelular de CO2 (Ci) e nas Eficiências instantânea no uso da água (EiUA) e intrínseca da carboxilação (EICi) (Tabela 5). Já quanto à interação entre as técnicas de cultivo e os genótipos, verificou-se efeito significativo nos valores de A e na condutância estomática (gs) (Tabela 5). Efeito nas trocas gasosas, notadamente na condutância estomática, também foi observado por Nascimento et al. (2011NASCIMENTO, S. P. DO; BASTOS, E. A.; ARAÚJO, E. C. E.; FREIRE FILHO, F. R.; SILVA, E. M. DA. Tolerância ao déficit hídrico em genótipos de feijão-caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 15, n. 8, p. 853-860, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000800013
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), quando estudaram genótipos de feijão-caupi sob estresse hídrico. Esses pesquisadores destacaram que o fechamento dos estômatos é uma das primeiras respostas ao déficit de água; fato que também pode ser observado neste trabalho em decorrência da variação na umidade do solo entre as técnicas de cultivo na época de avaliação.

Tabela 5
Resumo das análises de variância relativas à fotossíntese líquida (A) (µmol de CO2 m-2 s-1), transpiração (E), µmol de H2O mol de CO2-1 m-2 s-1, condutância estomática (gs), mols de CO2 m-2 s-1, concentração interna de CO2(Ci), mmol CO2 m-2, Eficiência instantânea no uso da água (EiUA), (µmol CO2 m-2 s-1)/(mol H2O m-2 s-1)-1, Eficiência intrínseca da carboxilação (EiCI) (µmol CO2 m-2 s-1)/(mmol mol de CO2-1), na fase vegetativa V4 de genótipos de feijão-caupi em função de técnicas de captação de água avaliada aos 34 dias após semeadura, Pombal, PB, 2014.

Para a fotossíntese (A), as maiores médias foram obtidas no 'BRS Guariba' seguido do 'BRS Aracé, ambas cultivadas na técnica de sulcos (Tabela 6). Todavia, deve-se salientar que, independente da técnica ou genótipo, os valores observados para taxa de assimilação líquida foram superiores a 14,76 µmol de CO2 m-2 s-1, o que significa dizer que as plantas se encontravam em condições adequadas de cultivo, pois em plantas de metabolismo C3 os valores de fotossíntese oscilam, normalmente, entre 10 e 20 µmol de CO2 m-2 s-1 (Taiz e Zeiger, 2013TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 5. ed. São Paulo: Artmed, 2013. 918p.).

Acrescenta-se que a adequada condição de cultivo pode ser atestada quando se comparam os resultados de fotossíntese obtidos neste trabalho com os observados por Ferraz et al. (2012FERRAZ, R. L. S.; MELO, A. S.; SUASSUNA, J. F.; BRITO, M. E. B.; FERNANDES, P. D.; NUNES JÚNIOR, E. S. Trocas gasosas e eficiência fotossintética em ecótipos de feijoeiro cultivados no semiárido. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 42, n. 2, p. 181-188, 2012.), que ao estudar as trocas gasosas de ecótipos de feijão Phaseolus no semiárido, observaram valores de fotossíntese entre 7 e 10 µmol de CO2 m-2 s-1, às 9 horas da manhã, e de 18 e 21 µmol de CO2 m-2 s-1 às 10 horas. Esses valores foram inferiores aos obtidos neste trabalho, cuja avaliação foi realizada entre 7 e 9 horas, devido à espécie. Berova et al. (2012BEROVA, M.; STOILOVA, T.; KUZMOVAL, K.; STOEVAL, N.; VASSILEVL, A.; ZLATEVL, Z. Changes in the leaf gas exchange, leaf water potential and seed yield of cowpea plants (Vigna unguiculata L.) under soil drought conditions. Agricultural Sciences, v. 4, n. 8, 2012.) também notaram, estudando genótipos de feijão-caupi sob estresse hídrico natural, valores de fotossíntese líquida entre 15 e 20 µmol de CO2 m-2 s-1 quando as plantas estavam em condições de irrigação, valores similiares aos obtidos neste trabalho. Ainda, Ninou et al. (2013NINOU, E.; TSIALTAS, J. T.; DORDAS, C. A.; PAPAKOSTA, D. K. Effect of irrigation on the relationships between leaf gas exchange related traits and yield in dwarf dry bean grown under Mediterranean conditions. Agricultural Water Management, v. 116, p. 235-241, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2012.08.002
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), ao analisarem as trocas gasosas de genótipos de feijão-caupi sob déficit hídrico, verificaram valores entre 2,1 e 12,9 µmol de CO2 m-2 s-1, na menor e maior disponibilidade de água no solo.

Na concentração interna de CO2, observou-se diferença entre as técnicas ao constatar valores entre 160 e 200 mmol de CO2 m-2 (Tabela 6). Esses valores são considerados baixos quando comparados aos citados entre as plantas C3 (200 e 250 mmol de CO2 m-2) (Taiz e Zeiger, 2013TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 5. ed. São Paulo: Artmed, 2013. 918p.).

Tabela 6
Teste de médias relativas à fotossíntese líquida (A), transpiração (E), condutância estomática (gs) e concentração interna de CO2 (Ci) na fase V4 dos genótipos de feijão-caupi sob técnicas de captação de água, Pombal, PB, 2014.

Alta taxa fotossintética com baixa concentração de carbono pode induzir o fechamento estomático, reduzindo o processo de transpiração e obtendo maior eficiência no uso da água. Neste sentido, ao avaliar a transpiração (E), nota-se diferença entre as técnicas apenas no genótipo 'BRS Potengi', no qual os valores variaram de 4,78 µmol de H2O mol de CO2-1 m-2 s 1 no cultivo convencional à 6,75 µmol de H2O mol de CO2-1 m-2 s 1 em camalhão (Tabela 6).

Comportamento semelhante à transpiração foi observado na condutância estomática (gs), a qual reflete o grau de abertura dos estômatos, verificando-se os maiores valores médios nas plantas de 'BRS Potengi' e 'BRS Aracé' quando cultivadas em camalhão e no sistema convencional, respectivamente, com o menor resultado obtido no 'BRS Potengi' sob cultivo convencional (Tabela 6).

Acrescenta-se que os valores médios de condutância variaram de 0,21 a 0,4 mol de H2O m-2 s-1 e que já foi observado na fotossíntese líquida, que os valores estavam dentro da normalidade para plantas C3 (Taiz e Zeiger, 2013TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 5. ed. São Paulo: Artmed, 2013. 918p.); deste modo, e embora tenha havido uma restrição em nível de estômato, as plantas de feijoeiro conseguiram manter uma taxa fotossintética elevada. Ainda, os valores de condutância observados neste trabalho são semelhantes aos encontrados por Prazeres et al. (2015PRAZERES, S. S.; LACERDA, C. F. DE; BARBOSA, F. E. L.; AMORIM, A. V.; ARAUJO, I. C. S.; CAVALCANTE, L. F. Crescimento e trocas gasosas de plantas de feijão-caupi sob irrigação salina e doses de potássio. Revista Agro@mbiente On-line, v. 9, n. 2, p. 111-118, 2015. http://dx.doi.org/10.18227/1982-8470ragro.v9i2.2161
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), quando condicionaram genótipos de feijão-caupi ao menor nível de salinidade da água e às doses de potássio.

Acrescenta-se que a restrição hídrica por estresses abióticos tende a reduzir a condutância estomática e a taxa fotossintética, todavia, a restrição na fotossíntese foi, nesta pesquisa, menos notória, fato atribuído ao aumento na eficiência na carboxilação (Nascimento et al., 2011NASCIMENTO, S. P. DO; BASTOS, E. A.; ARAÚJO, E. C. E.; FREIRE FILHO, F. R.; SILVA, E. M. DA. Tolerância ao déficit hídrico em genótipos de feijão-caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 15, n. 8, p. 853-860, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000800013
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; Silva et al., 2013SILVA, F. L. B. DA; LACERDA C. F. DE; NEVES, A. L. R.; SOUSA, G. G. DE; SOUSA, C. H. C. DE; FERREIRA, F. J. Irrigação com águas salinas e uso de biofertilizante bovino nas trocas gasosas e produtividade de feijão-de-corda. Irriga, v. 18, n. 2, p. 304-317, 2013. http://dx.doi.org/10.15809/irriga.2013v18n2p304
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).

Oliveira et al. (2005OLIVEIRA, A. D.; FERNANDES, E. J.; RODRIGUES, T. J. D. Condutância estomática como indicador de estresse hídrico em Feijão. Engenharia Agrícola, v. 25, p. 86-95, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-69162005000100010
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), estudando o comportamento da condutância estomática de Phaseolus ao longo do dia sob lâminas de irrigação, verificaram gs de 0,17 mol de CO2 m-2 s-1 na maior lâmina de irrigação, em que esse valor foi inferior ao obtido nesta pesquisa; todavia, essa diferença pode ser atribuída, também, à diferença entre as espécies.

Em plantas de feijão-caupi, os resultados são variados, a exemplo de Berova et al. (2012BEROVA, M.; STOILOVA, T.; KUZMOVAL, K.; STOEVAL, N.; VASSILEVL, A.; ZLATEVL, Z. Changes in the leaf gas exchange, leaf water potential and seed yield of cowpea plants (Vigna unguiculata L.) under soil drought conditions. Agricultural Sciences, v. 4, n. 8, 2012.) que, avaliando as trocas gasosas em folhas dessa leguminosa quando irrigados ou em sequeiro, notaram, na condição irrigada, valor máximo de gs de 0,2 mol m-² s-¹. Por outro lado, Silva et al. (2013SILVA, F. L. B. DA; LACERDA C. F. DE; NEVES, A. L. R.; SOUSA, G. G. DE; SOUSA, C. H. C. DE; FERREIRA, F. J. Irrigação com águas salinas e uso de biofertilizante bovino nas trocas gasosas e produtividade de feijão-de-corda. Irriga, v. 18, n. 2, p. 304-317, 2013. http://dx.doi.org/10.15809/irriga.2013v18n2p304
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) verificaram, em plantas da mesma espécie sob estresse salino, em condições de baixa salinidade da água (0,5 dS m-1), condutância estomática de 0,9 mol m-² s-¹, ou seja, valor superior aos obtidos neste trabalho.

Para Machado et al. (2005MACHADO, E. C.; SCHMIDT, P. T.; MEDINA, C. L.; RIBEIRO, R. V. Repostas da fotossíntese de três espécies de citros a fatores ambientais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 40, n. 12, p. 1161-1170, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2005001200002
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), a eficiência intrínseca de carboxilação (EiCI) é a relação entre a concentração intracelular de CO2 e a fotossíntese líquida, e possibilita identificar fatores não estomáticos que estão interferindo na fotossíntese.

Considerando o fato, ao avaliar a EiCi nos genótipos de feijoeiro, verificou-se que não houve diferença significativa entre as técnicas (Tabela 5), mas somente entre genótipos, identificando-se o menor valor [0,08 (µmol CO2 m-2 s-1)/(mmol mol de CO2-1)-1] no 'BRS Potengi' sob cultivo convencional e o maior valor [0,15 (µmol CO2 m-2 s-1)/(mmol mol de CO2-1)-1] em plantas da 'BRS Itaim' sob cultivo em camalhão, fato este relacionado ao potencial genético da planta (Tabela 7).

Os valores observados neste trabalho foram superiores aos observados por Ferraz et al. (2012FERRAZ, R. L. S.; MELO, A. S.; SUASSUNA, J. F.; BRITO, M. E. B.; FERNANDES, P. D.; NUNES JÚNIOR, E. S. Trocas gasosas e eficiência fotossintética em ecótipos de feijoeiro cultivados no semiárido. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 42, n. 2, p. 181-188, 2012.) que, avaliando as trocas gasosas em ecotipos de feijoeiro Phaseolus vulgaris L. nas condições de semiárido, observaram valores entre 0,03 e 0,08 (µmol CO2 m-2 s-1) (mmol mol de CO2-1)-1. Ressalta-se que o feijão Phaseolus vulgaris L não suporta temperaturas elevadas, como o feijão-caupi, o que reflete no potencial de crescimento da planta.

Tendo em vista a limitação hídrica, deve-se pensar, na maioria das situações, em aumentar a eficiência no uso da água, ou seja, produzir mais com menor quantidade de água. Assim, verifica-se que não houve diferença entre as técnicas em cada genótipo; todavia, de maneira geral os maiores valores de eficiência instantânea no uso da água foram observados no genótipo 'BRS Aracé' quando cultivado em camalhão, com valor de 4,89 µmol de CO2 mmol de H2O-1 m-2 s-1 (Tabela 7).

Nota-se que não houve diferença significativa entre os métodos em cada genótipo, no entanto menores valores de eficiência no uso da água foram constatados nas plantas de 'BRS Potengi', na qual ocorreu variação de 3,03 a 3,21 µmol CO2 mmol H2O-1 m-2 s-1 (Tabela 7). Salienta-se que, embora seja necessário para uma conclusão definitiva, ao observar os dados de formação de fitomassa, verifica-se elevado consumo de água nas condições de semiárido, sendo este genótipo o menos indicado em função da produção de carboidratos.

Tabela 7
Teste de médias relativas à Eficiência instantânea no uso da água (EiUA), Eficiência intrínseca da carboxilação (EiCI), na fase vegetativa V4 dos genótipos de feijão-caupi em função de técnicas de captação de água avaliadas aos 34 dias após a semeadura, Pombal, PB, 2014.

Tais valores são, porém, considerados interessantes, pois Ninou et al. (2013NINOU, E.; TSIALTAS, J. T.; DORDAS, C. A.; PAPAKOSTA, D. K. Effect of irrigation on the relationships between leaf gas exchange related traits and yield in dwarf dry bean grown under Mediterranean conditions. Agricultural Water Management, v. 116, p. 235-241, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2012.08.002
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) mensuraram, analisando genótipos de feijão-caupi sob estresse hídrico no mediterrâneo, valores de eficiência intrínseca no uso da água entre 0,8 e 1,63 µmolCO2 mmol H2O m-2 s-1, confirmando que as condições de cultivo às quais os genótipos foram expostas neste trabalho estavam adequadas.

4. CONCLUSÕES

O maior acúmulo de fitomassa em plantas de feijão-caupi ocorre no caule;

O cultivo em camalhão proporciona maior rendimento de fitomassa, notadamente em feijoeiro BRS - Potengi;

Os genótipos BRS - Aracé e a Guariba, quando cultivados em sulcos, possuem maior potencial de fotossíntese líquida;

O plantio em sulco ou camalhão são estratégias de cultivo mais recomendadas para o feijão-caupi por favorecer o crescimento e as trocas gasosas das plantas.

5. AGRADECIMENTOS

À Embrapa Meio-Norte, pelo envio de sementes. Artigo derivado de parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Sistemas Agroindustriais da Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar.

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    Set 2016

Histórico

  • Recebido
    07 Mar 2016
  • Aceito
    06 Jun 2016
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