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Crescimento radicular e nutrição mineral da soja em função da calagem e adubação fosfatada

Soybean root growth and nutrition as affected by liming and phosphorus application

C.A. ROSOLEM C.S. MARCELLO Sobre os autores

Resumos

Tanto o cálcio como o fósforo tem importante ação no crescimento de raízes. No presente trabalho foi estudado, em vasos, o efeito de tres níveis de Ca e quatro níveis de P no crescimento radicular, produção de matéria seca e nutrição de plantas de soja cv. IAC 17. Duas plantas foram cultivadas em cada vaso de 7 L, preenchidos com terra proveniente de um Latossolo Vermelho Escuro de textura média, por 35 dias. Foi efetuada calagem calculada para se atingir saturações do solo por bases de 45, 50 e 75 %. As doses de P foram 25, 50, 100 e 200 mg kg-1, utilizando-se de fonte de P isenta de Ca. O teor de 8,5 mmol(c) dm-3 de Ca no solo foi suficiente para o crescimento normal do sistema radicular da soja. A baixa disponibilidade de P, em saturação do solo por bases de 46%, induziu ao crescimento das raízes em comprimento e superfície, sem modificar a massa de matéria seca das raízes. Embora raízes finas e longas tenham geometria favorável à absorção de P, em parcelas com teores menores que 45 mg kg-1, este ajuste não é suficiente para manter a mesma absorção que é observada em parcelas com maior disponibilidade do nutriente.

Glycine max; comprimento radicular; raio radicular; calcio; fósforo; nutrição mineral


Calcium and phosphorus play important roles in plant root growth. A greenhouse experiment was carried out to study the effect of three levels of Ca and four levels of P on soybean root growth, dry matter production and mineral nutrition. Two soybean plants cv. IAC 17 were grown for 35 days in 7 L pots containing a Dark Red Latosol (Acrortox, sandy loam). Lime was applied in amounts calculated to raise the soil base saturation to 45, 50 and 75%. Phosphorus was applied at 25, 50, 100 and 200 mg kg-1, using a Ca free compound. A calcium content of 8.5 mmol(c) dm-3 in the soil allowed for a normal growth of soybean roots. When the soil base saturation was low (46%), the low availability of P led to an increase in root length and surface, without a corresponding increase in root dry matter. Although these thin, long roots have an adequate geometry for P absorption, when the soil P contents were lower than 45 mg kg-1 this adjustment was not enough to maintain soybean P absorption at an adequate rate for plant growth.

Glycine max; root length; root radius; calcium; phosphorus; plant nutrition


CRESCIMENTO RADICULAR E NUTRIÇÃO MINERAL DA SOJA EM FUNÇÃO DA CALAGEM E ADUBAÇÃO FOSFATADA

C.A. ROSOLEM1,3; C.S. MARCELLO2,4

1Depto. de Agricultura e Melhoramento Vegetal-FCA/UNESP, C.P. 237, CEP: 18603-970 - Botucatu, SP.

2Aluna de Graduação da FCA/UNESP.

3Bolsista do CNPq.

4Bolsista CNPq/PIBIC.

RESUMO: Tanto o cálcio como o fósforo tem importante ação no crescimento de raízes. No presente trabalho foi estudado, em vasos, o efeito de tres níveis de Ca e quatro níveis de P no crescimento radicular, produção de matéria seca e nutrição de plantas de soja cv. IAC 17. Duas plantas foram cultivadas em cada vaso de 7 L, preenchidos com terra proveniente de um Latossolo Vermelho Escuro de textura média, por 35 dias. Foi efetuada calagem calculada para se atingir saturações do solo por bases de 45, 50 e 75 %. As doses de P foram 25, 50, 100 e 200 mg kg-1, utilizando-se de fonte de P isenta de Ca. O teor de 8,5 mmol(c) dm-3 de Ca no solo foi suficiente para o crescimento normal do sistema radicular da soja. A baixa disponibilidade de P, em saturação do solo por bases de 46%, induziu ao crescimento das raízes em comprimento e superfície, sem modificar a massa de matéria seca das raízes. Embora raízes finas e longas tenham geometria favorável à absorção de P, em parcelas com teores menores que 45 mg kg-1, este ajuste não é suficiente para manter a mesma absorção que é observada em parcelas com maior disponibilidade do nutriente.

Descritores: Glycine max, comprimento radicular, raio radicular, calcio, fósforo, nutrição mineral

SOYBEAN ROOT GROWTH AND NUTRITION AS AFFECTED BY LIMING AND PHOSPHORUS APPLICATION

ABSTRACT: Calcium and phosphorus play important roles in plant root growth. A greenhouse experiment was carried out to study the effect of three levels of Ca and four levels of P on soybean root growth, dry matter production and mineral nutrition. Two soybean plants cv. IAC 17 were grown for 35 days in 7 L pots containing a Dark Red Latosol (Acrortox, sandy loam). Lime was applied in amounts calculated to raise the soil base saturation to 45, 50 and 75%. Phosphorus was applied at 25, 50, 100 and 200 mg kg-1, using a Ca free compound. A calcium content of 8.5 mmol(c) dm-3 in the soil allowed for a normal growth of soybean roots. When the soil base saturation was low (46%), the low availability of P led to an increase in root length and surface, without a corresponding increase in root dry matter. Although these thin, long roots have an adequate geometry for P absorption, when the soil P contents were lower than 45 mg kg-1 this adjustment was not enough to maintain soybean P absorption at an adequate rate for plant growth.

Key Words: Glycine max, root length, root radius, calcium, phosphorus, plant nutrition

INTRODUÇÃO

A calagem em níveis adequados aumenta o pH do solo, diminuindo os níveis tóxicos de Al e aumentando a disponibilidade de P (Martini & Mutters, 1989).

O efeito do Al leva a uma inibição severa do crescimento das raízes devido à diminuição de processos fisiológicos/bioquímicos mais no apoplasto do que na membrana plasmática ou simplasto. Com 2 horas de tratamento com Al observou-se uma redução na taxa de crescimento das raízes em cerca de 50% dos cultivares de soja estudados. Foi ainda observado um fluxo do Ca+2 para dentro do citoplasma na presença de Al (Horst et al., 1991).

Foy et al. (1993) relataram que através do crescimento de raízes de soja pode-se saber se o solo está ou não ácido (Al), sendo a seca e a deficiência induzida de Ca, P, Mg e Fe os efeitos que determinam a manifestação do Al tóxico do solo.

Segundo Vilela & Anghinoni (1984), a presença de Al ou a baixa concentração de P provoca uma diminuição no comprimento e engrossamento das raízes de soja, ocorrendo menor absorção de P pela planta. Segundo os autores, a elevada concentração de P induz a formação de um sistema radicular mais longo e com raízes mais finas, que seriam mais eficientes na absorção de nutrientes do solo. A diminuição do diâmetro radicular de milho na presença de adubação fosfatada foi também notada por Hajabbasi & Shumacher (1994).

Por outro lado, Shenk & Barber (1977), em experimento com milho em solo, verificaram uma redução no raio médio da raiz com a diminuição no teor de P do solo. Segundo os autores, este seria um mecanismo utilizado pelas plantas para aumentar a superfície radicular e em conseqüência, a absorção de fósforo.

Maior eficiência de absorção de fósforo do solo é obtida quando as plantas tem um maior comprimento de raiz por grama, ou seja, raízes mais finas, aliado a melhorias nos parâmetros cinéticos de absorção (Nilsen & Barber, 1978).

Em milho, o principal fator que afeta a absorção de P pela planta é a taxa de crescimento radicular (Silberbush & Barber, 1983). Também na soja o crescimento radicular foi relacionado com a absorção de P (Hallmark & Barber, 1984).

Rosolem et al. (1994a) observaram um aumento na matéria seca total das raízes, devido principalmente ao aumento no comprimento radicular, quando efetuaram calagem na cultura do milho. Este efeito foi notado mesmo em camadas compactadas do solo.

A deficiência de Ca prejudica o crescimento de raízes de milho (Ritchey et al., 1982). Em algodão, o crescimento das raízes é reduzido quando a saturação da Ca estiver abaixo de 17% (Adams & Moore, 1983). Em amendoim (Caires & Rosolem, 1991) e em soja (Rosolem et al., 1995), foi observada resposta em termos de crescimento radicular mesmo quando o solo mostrava níveis de Ca da ordem de 15,0 mmol(c) dm-3.

Níveis adequados de calagem resultaram num sistema radicular mais longo e mais fino, ocorrendo uma baixa toxidez de Al e Mn, enquanto que a calagem excessiva inibiu o crescimento radicular e causou deficiência de P (Martini & Mutters, 1989).

Estudando a interação calagem x adubação fosfatada em milho, Rosolem et al. (1994b) verificaram que ocorreu aumento na superfície radicular em função da calagem somente nos tratamentos que não receberam fósforo. Acontece que a fonte de P utilizada foi o superfosfato triplo, que contém Ca que, no caso, foi suficiente para promover o crescimento radicular.

Klepker & Anghinoni (1995) observaram maior crescimento de raízes de milho, tanto em massa como em comprimento, quando havia adubação fosfatada. Quando o P era colocado em apenas em uma fração do solo, havia maior crescimento radicular nessa fração apenas quando o solo no resto do vaso era muito pobre em P.

Considerando que tanto o Ca como o P tem importante efeito no crescimento radicular e que a calagem pode tornar o P do solo mais disponível, no presente trabalho estudou-se o efeito da interação do Ca da calagem com a adubação fosfatado no crescimento radicular, crescimento e nutrição mineral da soja.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em condições de túnel plástico, em Botucatu, SP, em vasos de 7 L, em terra coletada da camada arável de um Latossolo Vermelho Escuro de textura média, que mostrou, inicialmente pH (CaCl2) de 3,7, 7,0 g kg-1 de M.O., 5,7 mg kg-1 de P, 49 mmol(c) dm-3 de H+Al, 0,9 mmol(c) dm-3 de K, 3,3 mmol(c) dm-3 de Ca, 1,4 mmol(c) dm-3 de Mg, 5,6 mmol(c) dm-3 de soma de bases, CTC de 55 mmol(c) dm-3 e 10% de saturação por bases, segundo metodologia de Raij e Quaggio (1983). A terra coletada no campo foi peneirada através de malha de 4 mm.

Em função da baixa fertilidade natural do solo, foi feita uma correção com 220 mg L-1 de MgO. O MgO foi calculado para elevar a saturação por bases a 45%. Foram estabelecidos outros dois níveis de saturação por bases, 50% e 75%, através da aplicação de CaCO3. Este procedimento foi adotado para que se obtivesse uma saturação por bases não limitante ao crescimento da planta, sem no entanto aumentar os níveis de Ca do solo. O solo foi deixado em incubação úmida (aproximadamente 80% da capacidade de retenção de água do solo) por 4 semanas. Após a incubação, foram aplicados os tratamentos referentes aos níveis de P, nas doses de 25, 50 100 e 200 mg kg-1. Foi utilizada uma fonte de P isenta de Ca (KHPO4), para evitar interferências como as observadas por Rosolem et al. (1994b). Juntamente com a aplicação da adubação fosfatada foram aplicados 7 mg L-1 de ZnSO4, 9 mg L-1 de ácido bórico, 1,3 mg L-1 de sulfato de cobre e 2,6 mg L-1 de sulfato de manganês, além de 120 mg L-1 de K como cloreto de potássio e 60 mg L-1 de N como sulfato de amônio. Foi feita nova incubação úmida, por 2 semanas.

Foram tomadas novas amostras de terra, analisadas conforme Raij & Quaggio (1983). Alguns dos resultados obtidos nesta segunda amostragem encontram-se na TABELA 1.

O delineamento experimental foi um fatorial com 3 saturações por bases e 4 doses de P, em blocos inteiramente casualizados.

Foram colocadas 4 sementes pré-germinadas de soja cv. IAC 17 em cada vaso. Após a emergência, foi feito o desbaste, deixando-se duas plantas por vaso. As plantas foram cultivadas por 35 dias após a emergência.

Na colheita a parte aérea das plantas foi separada das raízes na altura do colo, sendo ambas as partes lavadas em água corrente e água destilada, acondicionadas em sacos de papel e postas em estufa com circulação forçada de ar por 72 horas. A seguir o material foi moído e analisado quanto aos teores de N, P, K, Ca, Mg, Mn e Zn, de acordo com métodos descritos por Malavolta et al. (1989).

As raízes foram separadas da terra por lavagem em água corrente sobre peneira de 0,5 mm. Foi tomada uma sub-amostra de aproximadamente 20% do sistema radicular, onde se determinou o comprimento (Tennant, 1975) e raio (Hallmark & Barber, 1984). O restante do sistema radicular foi seco e analisado da mesma forma que a parte aérea das plantas. Com estes dados estimou-se o comprimento, superfície e massa totais do sistema radicular.

Foi realizada análise de variância dos resultados obtidos, separando-se as médias pelo teste t (LSD), no nível de P < 0,05.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A utilização de fontes de P isentas de Ca teve sucesso. Mesmo sem se ter feito análise de variância dos resultados obtidos, os teores de Ca do solo não foram muito afetados pela aplicação de fósforo (TABELA 1). Por outro lado, a simples correção do solo com MgO fez com que a disponibilidade de Ca no solo fosse aumentada de 3,3 para 8,5 mmol(c) dm-3. O teor médio de Ca no solo aumentou de 8,5 para 23,3 com a aplicação de CaCO3 em doses calculadas para se atingir 50 e 75% de saturação por bases. Na realidade, a dose calculada para se atingir 55% de saturação do solo por bases elevou-a a 64%. Não se tem explicação para o fato, a não ser a heterogeneidade do meio afetando os resultados. Os teores médios de P no solo foram aumentados de 26 para 129 mg kg-1 pela aplicação de fósforo (TABELA 1). A correção acima de 45% de saturação por bases não teve efeito na disponibilidade de P no solo, o que, segundo Martini & Mutters (1989), seria esperado.

A calagem não teve efeito significativo na produção de matéria seca da soja (TABELA 2). Entretanto houve resposta ao fósforo, em termos de produção de matéria seca da parte aérea e total da planta, sendo a resposta mais acentuada quanto maior a saturação por bases e portanto maior o teor de Ca no solo (TABELA 2). Isso poderia ser explicado pela formação de fosfatos de Ca no solo, mas esta inferência não encontra apoio nos resultados de análise do solo (TABELA 1).

Embora a produção de matéria seca de raízes não tenha sido significativamente afetada pela calagem e adubação fosfatada, na ausência de fósforo e calagem as raízes eram mais longas, com maior superfície, e geralmente mais finas (TABELA 3). De acordo com Vilela e Anghinoni (1984) a presença de Al e/ou a baixa disponibilidade de P provocaria diminuição do comprimento radicular da soja, enquanto o aumento da disponibilidade de P provocaria a ocorrência de um sistema radicular mais longo e fino, exatamente o contrário do observado no presente trabalho. Por outro lado, Shenk & Barber (1977) chegaram a resultados semelhantes ao deste experimento, e concluíram que a formação de raízes mais finas e mais longas seria um mecanismo utilizado pelas plantas para aumentar a superfície radicular (o que aconteceu no presente trabalho) e, em conseqüência, compensar a baixa disponibilidade de P. De fato, Nilsen & Barber (1978) relataram que, junto com a melhoria nos parâmetros da cinética de absorção, sistemas radiculares mais finos tem geometria mais favorável à absorção de nutrientes pouco móveis no solo, como é o P.

Por outro lado, quando os teores de Ca no solo eram mais altos (64 e 71% de saturação por bases), as raízes não apresentaram o mesmo comportamento que na menor saturação. Martini & Mutters (1989) relataram que calagem excessiva inibe o crescimento radicular, podendo até prejudicar a absorção de P, o que pode ter ocorrido no presente trabalho. Este resultado é coerente com aqueles obtidos para produção de matéria seca (TABELA 2), quando a resposta ao P aplicado foi maior nas maiores saturações por bases. Considerando que Rosolem et al. (1995) observaram resposta da soja em termos de crescimento radicular em solo com 15,0 mmol(c) dm-3 de Ca, neste experimento seria esperada resposta do sistema radicular ao Ca da calagem, uma vez que o solo apresentava, em média 8,5 mmol(c) dm-3 de Ca, mas esta resposta não foi observada. Esta diferença de comportamento pode ser devida ao uso de diferentes variedades de soja, ou ainda ao fato de que aquele experimento foi conduzido em condições de campo, e ainda, a idade da planta na amostragem foi diferente.

O teor de N nas raízes não foi significativamente alterado pelos tratamentos (TABELA 4), enquanto os teores de P foram aumentados com a maior dose do nutriente. Há ainda uma tendência de diminuição do teor de P nas raízes com as maiores saturações por base, nas menores doses de P, o que também é coerente com os resultados obtidos para matéria seca da parte aérea (TABELA 2) e com o relato de Martini & Mutters (1989). A calagem não afetou o teor de K das raízes da soja, mas, nas duas maiores saturações por bases houve maior absorção de K com as maiores doses de P (TABELA 4). Por outro lado, a adubação fosfatada não alterou o teor de Ca nas raízes, que foi aumentado com o aumento na disponibilidade de Ca no solo, como seria esperado. Com relação ao Mg, houve diminuição do teor com a menor dose de P e menor saturação por bases.

O teor de Zn nas raízes foi diminuído tanto com o aumento da dose de P como com o aumento da saturação do solo por bases, como seria esperado, assim como o efeito da saturação por bases no teor de Mn, que foi diminuído (TABELA 4). Por outro lado, na menor e na maior saturação por bases, o teor de Mn nas raízes foi aumentado com a maior dose de P.

Da mesma forma que o teor de N nas raízes, o teor de N na parte aérea da soja não foi significativamente afetado pelos tratamentos (TABELA 5). O teor de P não foi afetado pela calagem, mas, obviamente, foi aumentado pela adubação fosfatada. Neste caso não foi notada tendência de diminuição como no caso das raízes. O teor de K na parte aérea não foi afetado pela calagem, mas foi diminuído na maior e na menor saturação por bases, quando foi aplicada a maior dose de P. O teor de Ca foi aumentado pela calagem, mas foi diminuído pelas maiores doses de P, na maior saturação por bases. O teor de Mg na parte aérea da soja não foi significativamente afetado pelos tratamentos. No caso dos micronutrientes, os teores de Zn e Mn da parte aérea não foram afetados significativamente pela adubação fosfatada, mas foram diminuídos pela calagem, como seria de se esperar.

Os resultados de análise de planta indicam que o maior comprimento e superfície das raízes observados nas menores doses de P e na menor saturação por bases, embora representem geometria mais favorável para absorção dos nutrientes pouco móveis no solo, não foi suficiente para compensar a baixa disponibilidade de P nesta condição. Assim, raízes menores, na presença de P disponível, foram mais eficientes na absorção do nutriente, refletindo um ajuste nos parâmetros da cinética de absorção (Nilsen & Barber, 1978).

CONCLUSÕES

- Um teor de 8,5 mmol(c) dm-3 de Ca no solo foi suficiente para o crescimento normal do sistema radicular da soja.

- A baixa disponibilidade de P, em saturação do solo por bases de 46%, induz ao crescimento das raízes em comprimento com o consequênte aumento na superfície radicular, sem modificar a massa de matéria seca das raízes.

- Embora raízes finas e longas tenham geometria favorável à absorção de P, em parcelas com teores menores que 45 mg kg-1, este ajuste não é suficiente para manter a mesma absorção que é observada em parcelas com maior disponibilidade do nutriente.

Recebido para publicação em 05.11.97

Aceito para publicação em 15.04.98

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    14 Maio 1999
  • Data do Fascículo
    1998

Histórico

  • Recebido
    05 Nov 1997
  • Aceito
    15 Abr 1997
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