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Horticultura Brasileira

Print version ISSN 0102-0536On-line version ISSN 1806-9991

Hortic. Bras. vol.25 no.1 Brasília Jan./Mar. 2007

https://doi.org/10.1590/S0102-05362007000100015 

PESQUISA

 

Transporte do 15N e produtividade do tomateiro enxertado irrigado com água carbonatada

 

Transport of 15N and yield of the grafted tomato irrigated with carbonated water

 

 

Roberto Botelho Ferraz BrancoI; Rumy GotoI; Ary Gertes Carneiro JúniorI; Vandeir Francisco GuimarãesI; João Domingos RodriguesII; Paulo César O. TrivelinIII

IFCA/UNESP, C. Postal 237, 18630-970 Botucatu-SP
IIIB/UNESP C. Postal 510, 18618-000 Botucatu-SP
IIICENA/USP, C. Postal 96, 13400-970 Piracicaba-SP. E-mail: betobotelho@uol.com.br; rumy@fca.unesp.br; carneiro01@hotmail.com; vandeirfg@yahoo.com.br; rodrigues@laser.com.br; pcotrive@cena.usp.br

 

 


RESUMO

Verificou-se a ação do dióxido de carbono dissolvido na água de irrigação e da enxertia do tomateiro no transporte de 15N nos tecidos da planta e na produção da cultura. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de CO2, 5 e 10 L min-1, mais a testemunha (dose zero) e plantas enxertadas e pés-francos de tomateiro. O experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3x2, com três repetições. As variáveis analisadas nas folhas e nos frutos da planta foram a produção de massa seca, o nitrogênio total, o excesso de 15N, a quantidade de nitrogênio proveniente do fertilizante e a porcentagem de recuperação do fertilizante e a produção de frutos comerciais. De acordo com os resultados estatísticos não houve diferença significativa entre os tratamentos do experimento em todas as variáveis analisadas. O CO2 dissolvido na água de irrigação e a enxertia do tomateiro não interferiram no transporte de 15N para os tecidos da parte aérea do tomateiro e tampouco em sua produção.

Palavras-chave: Licopersycon esculentum Mill, dióxido de carbono, nitrogênio.


ABSTRACT

We evaluated the action of the carbon dioxide dissolved in the irrigation water and the grafting of the tomato in the transport of 15N in the tissue of the plant and in the production of the culture. The treatments were the CO2 doses (0; 5 and 10 L min-1) and grafted and ungrafted tomato plant. These treatments were arranged in a 3x2 factorial scheme, in completely randomized design, with three replications. The variables analysed in the leaves and fruits were dry mass production, total nitrogen, excess of 15N, amount of nitrogen originated from the fertilizer, percentage of recovery of the fertilizer and commercial fruits production. There was no significant statistical difference among the treatments for any variable. The carbon dioxide dissolved in the irrigation water and the grafting of the tomato did not interfere in the transport of 15N to the shoots tissue neither in the yield.

Keywords: Licopersycon esculentum Mill, carbon dioxide, nitrogen.


 

 

A horticultura moderna dispõe de diversas tecnologias que elevam a produtividade das culturas. Entre elas, a utilização de dióxido de carbono, aplicado via atmosfera ou via água de irrigação, tem gerado diversos benefícios às plantas cultivadas com conseqüente incremento na produção e na qualidade dos cultivos.

Estudos objetivando elucidar efeitos do enriquecimento de CO2, via água de irrigação, na absorção e na utilização de nutrientes pelas plantas têm sido freqüentes, pois a assimilação do CO2 pode ocorrer tanto nas folhas como nas raízes (Baron & Gorski, 1986).

Novero et al. (1991) relatam que o efeito da aplicação do CO2 via água de irrigação aumenta a quantidade de CO2 no solo, levando à redução do pH a valores que proporcionam maior absorção de fósforo, potássio, magnésio, zinco, ferro, manganês, cobre e boro; efeito este citado como provável causa do aumento em produtividade verificado para cultura do tomate em função do fornecimento de dióxido de carbono.

O fornecimento de CO2 para as raízes, via água de irrigação ou em cultivo hidropônico, aumenta a incorporação de carbono inorgânico pelas raízes em até 10 vezes em plântulas de tomate e também influencia positivamente na absorção de NO3- (Cramer & Lips, 1995).

O CO2 é solúvel em água, com 99% como gás dissolvido e 1% como ácido carbônico. Os componentes de carbono inorgânico em água são CO2, H2CO3, HCO3- e CO32-. A produção de íons de hidrogênio através da reação do dióxido de carbono com água (CO2 + H2O « H2CO3 « H+ + HCO3- « 2H+ + CO32-) contribui para a solubilização de alguns minerais do solo, e aumenta a disponibilidade destes para as plantas (Enoch & Olesen, 1993).

Gao & Lips (1997) afirmam que o carbono fixado através da enzima PEPcarboxilase, em raízes de plantas de tomate, pode fornecer esqueletos carbônicos para a síntese de aminoácidos e acumular, principalmente, malato nas raízes.

Estudando a cultura do tomate submetida ao enriquecimento de 0,025% de CO2 em água, Bialczyk et al. (1996) observaram aumentos de 32,6% na massa fresca dos frutos, em comparação à testemunha.

Estudos de D'Andria et al. (1990), sobre efeitos da água carbonatada e "mulching" em tomateiro, mostraram aumento de 7 t ha-1 com a utilização do "mulching" e aplicação do gás. Por outro lado, Hartz & Holt (1991) consideram que a quantidade de CO2 absorvida pelas raízes não seria mais que uma pequena parte (0,1 a 1%) do total de CO2 fixado pela planta, não justificando o incremento produtivo dos cultivos quando fornecido no sistema radicular. Portanto, mais estudos se fazem necessários para elucidar os efeitos do CO2 sobre a produtividade das culturas.

A técnica de enxertia é de conhecimento mundial principalmente nas áreas de fruticultura e floricultura. Em hortaliças, os europeus e japoneses já a utilizavam desde 1921, a fim de resolver os problemas de adaptação de variedades à época de plantio. Desde então, descobriu-se que a enxertia poderia ser uma alternativa para solucionar os problemas relacionados com patógenos de solo, pois evita o contato de uma planta suscetível com o solo infestado, mediante a utilização de porta-enxertos resistentes. Dessa forma, essa técnica pode viabilizar a produção de cultivares requeridas pelo mercado que não apresentem resistência genética a certos patógenos para a área de cultivo disponível (Goto et al., 2003).

Quanto à qualidade, Cañizares (2001) verificou que os frutos das plantas de pepineiro enxertadas em porta-enxertos específicos perderam serosidade, apresentando maior brilho na casca, além de terem sido verificados benefícios para a absorção de alguns nutrientes.

Diante dos fatores expostos, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do dióxido de carbono dissolvido na água de irrigação e da enxertia do tomateiro sobre o transporte de nitrogênio para a parte aérea da planta e sobre a produtividade da cultura.

 

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido na UNESP, Campus de Botucatu, localizada no município de São Manuel-SP, cujas coordenadas cartográficas aproximadas são de 22º 44' S e 48º 34' W Gr. e altitude média de 750 metros. Segundo Espindola et al. (1973), o clima da região é do tipo mesotérmico, ou seja, subtropical úmido com estiagem no inverno.

O experimento foi implantado em delineamento fatorial 3 x 2, sendo duas doses de CO2 via água de irrigação (5 e 10 L min-1) mais a testemunha em plantas enxertadas ('Débora Max' sobre 'Anchor T') e não enxertadas ('Débora Max') de tomateiro, com três repetições.

A semeadura do tomateiro foi realizada em 13/03/03 em bandejas de poliestireno expandido de 128 células. Durante a formação das mudas, todos os tratos culturais de adubação e de aplicação de inseticida para o controle de insetos vetores de viroses foram executados. Aos 20 dias após a semeadura (DAS), as mudas foram transplantadas para copos plásticos com volume de 200 mL, para que houvesse um melhor desenvolvimento delas e facilitasse a operação da enxertia.

A enxertia do tomateiro foi realizada aos 39 DAS. A técnica utilizada foi de fenda cheia, deixando-se o porta-enxerto com duas folhas definitivas e o cavaleiro com quatro folhas definitivas (Santos et al., 2003). As mudas enxertadas foram colocadas em ambiente controlado com temperatura aproximada de 25ºC e umidade relativa em torno de 95% para evitar o ressecamento da seiva no ponto de enxertia. As mudas do pé-franco continuaram nas mesmas condições que vinham sendo cultivadas.

O transplante para o local definitivo foi realizado aos 48 DAS, em vasos de polietileno com volume aproximado de 20 L. Optou-se pelo cultivo em vasos para que não houvesse perda no perfil do solo do fertilizante nitrogenado (sulfato de amônio) com abundância em átomos de 15N utilizado no experimento como elemento traçador. Cada parcela constou-se de seis vasos espaçados a 1,3 m entre linhas e 0,40 m entre plantas.

Para o preenchimento dos vasos foi utilizada terra de barranco do perfil de um argissolo vermelho-amarelo distrófico. Elevou-se a saturação em bases para 80% e a adubação de plantio foi feita com base nos dados da análise química do solo, conforme (Raij, 1992). Após a correção e a adubação de plantio, o solo apresentou a seguinte caracterização química: pH=7,1; M.O.=8,0 g dm-3; P=152 g dm-3; H+Al=14 mmolc dm-3; K=1,4 mmolc dm-3; Ca=60 mmolc dm-3; Mg=26 mmolc dm-3; SB=86 mmolc dm-3; CTC=100 mmolc dm-3; V%=86.

O experimento foi instalado em um ambiente protegido com estrutura do tipo arco de 7x15 m, pé direito de 3,5 m de altura, coberto com agrofilme plástico de 150 µm e fechada lateralmente com tela de sombreamento de 50%.

A irrigação da cultura foi feita vaso a vaso por gotejadores com terminais tipo "lança", vazão de 2 L h-1, pressão de serviço de 1,6 kgf. O monitoramento da irrigação foi realizado por meio de tensiômetro, sendo que as irrigações ocorriam sempre que o potencial matricial do solo atingia 70 kPa (Marouelli, 1996).

Realizou-se adubação de cobertura com cloreto de potássio e nitrato de cálcio, parcelada em três aplicações (Raij, 1992) e, ainda, adubação via foliar semanalmente, com um fertilizante à base de micronutrientes. O tomateiro foi conduzido em haste única, retirando-se toda brotação lateral da planta. A poda apical foi realizada acima de duas folhas localizadas após o sexto racemo.

A aplicação de CO2 foi realizada por meio da água de irrigação, utilizando-se um sistema composto por cilindro de CO2 líquido sob pressão, válvula reguladora de pressão com manômetro, fluxômetro e injetor tipo Venturi, específico para aplicação de gás em água. A quantidade de CO2 foi ministrada pelos fluxômetros, nas dosagens de 5 e 10 L min-1, respectivas a duas doses do ensaio, sendo as aplicações realizadas em todas as irrigações durante 90% do tempo de rega, sempre no período da manhã, tendo-se iniciado à partir da emissão do primeiro racemo, ou seja, aos 35 dias após transplante (DAT), finalizando-se no final da colheita dos frutos. Ao final do ciclo da cultura calculou-se a quantidade de CO2 aplicada, o que totalizou em 2,308 kg e 4,806 kg de CO2, respectivamente para as dosagens 5 e 10 L min-1. Sendo assim, para a dosagem de 5 L min-1 foi aplicado aproximadamente 38,0 g de CO2 por planta e para a dosagem de 10 L min-1 80,0 g de CO2 por planta, durante o ciclo todo da cultura.

Aos 75 DAT, realizou-se adubação com sulfato de amônio com concentração isotópica de 3,13% de átomos de 15N em uma planta de cada parcela, sendo que cada planta recebeu 5 g do fertilizante.

A escolha da data para a aplicação do 15N foi feita em função do desenvolvimento fenológico da cultura, sendo que no estádio escolhido a planta apresentava uma boa quantidade de frutos e estava próxima do início da produção.

Para analisar a dinâmica do 15N e as demais características que foram avaliadas em função do 15N, as plantas de tomateiro foram colhidas aos 89 DAT, ou seja, quatorze dias após a aplicação do fertilizante (15N).

Após a colheita, as plantas foram lavadas em água destilada e com sabão neutro e divididas em duas partes: vegetativa (folhas) e reprodutiva (frutos). Posteriormente, foram levadas à estufa de secagem, a aproximadamente 65ºC, até atingirem uma massa constante. Por fim, as amostras foram moídas e enviadas ao laboratório. As análises de nitrogênio total e abundância de átomos de 15N foram realizadas no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP). Nesta metodologia as amostras foram novamente moídas para atingirem granulometria extremamente fina, pesadas na quantidade de 5 mg e colocadas no equipamento de espectofotômetro de massa que determina a quantidade de N e abundância em átomos de 15N (Trivelin, 1973).

A partir dos resultados de abundância de átomos de 15N, do nitrogênio total no tecido vegetal e da massa seca das amostras que foram enviadas ao laboratório calculou-se: a quantidade do nitrogênio total (NT), o excesso de 15N na amostra, a quantidade do nitrogênio na planta proveniente do fertilizante (QNPPF) e a porcentagem de recuperação do fertilizante pela planta (%R). Para estes cálculos utilizaram-se as seguintes fórmulas:

- Quantidade de Nitrogênio total na planta (NT), expresso em mg g-1:

· NT = N-t x MSA

onde: - N-t = teor de N no órgão (mg);
- MSA = massa seca da amostra (g).

- Excesso de átomos de 15N no tecido vegetal (Exc. 15N), expresso em %:

· Exc. 15N = 15N - cn

onde: - 15N = abundância de átomos de 15N no tecido vegetal (%);
- cn = concentração natural de átomos de 15N (%).

- Quantidade de N no órgão proveniente do fertilizante (QNPPF), expresso em mg g-1:

· QNPPF = [(c – s) / (f – s)] x NT

onde: - c = abundância de 15N no órgão da planta;
- s = ocorrência natural de 15N na amostra (0,367);
- f = abundância de átomos de 15N no fertilizante (3,13%);
- NT = nitrogênio total no órgão da planta.

- Porcentagem de recuperação do fertilizante (%R), expresso em %:

· % R = (QNPPF / dose de N) x 100

onde: - QNPPF = Quantidade de nitrogênio no órgão proveniente do fertilizante;
- Dose de N = quantidade de nitrogênio do fertilizante.

Para a determinação da produção do tomateiro foram realizadas colheitas semanais dos frutos que estavam em ponto de colheita comercial. A colheita iniciou-se aos 76 DAT e finalizou-se aos 145 DAT (24/09/03), completando o ciclo da cultura. A produção foi determinada pelo número total de frutos por planta, massa total de frutos por planta, número de frutos comerciais por planta e massa de frutos comerciais por planta. Consideraram-se frutos comerciais os que tiveram massa fresca acima de 85 gramas e com bom aspecto comercial.

Os dados obtidos foram analisados e processados no programa estatístico SAS.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

De acordo com o teste F da análise de variância, não houve interação significativa entre os tratamentos e, portanto, os fatores foram analisados separadamente.

Tanto nas plantas enxertadas como naquelas de pés-francos, a massa seca (MS) e o nitrogênio total (NT) acumulado nas folhas e nos frutos ao longo do ciclo de cultivo foram semelhantes entre os tratamentos de doses de CO2 na água de irrigação (Tabela 1).

 

 

Quatorze dias após a aplicação do fertilizante com abundância em átomos de 15N, o CO2 dissolvido na água de irrigação nas doses de 5 e 10 L min-1 não promoveu efeito no transporte de 15N para as folhas e nem para os frutos da planta enxertada. Também não houve diferença para a quantidade de nitrogênio proveniente do fertilizante (QNPPF) e para a porcentagem de recuperação do fertilizante (%R) nas folhas e nos frutos entre os tratamentos de doses de CO2 na irrigação, devido ao fato de que, nessas condições, o aumento da concentração de CO2 na rizosfera do tomateiro, enxertado e pé franco, não proporcionou efeitos na reação do solo a ponto que beneficiasse ou prejudicasse o transporte de N para a parte aérea das plantas (Tabela 1).

O trabalho realizado por Novero et al. (1991) demonstrou que houve incremento na absorção de nutrientes pelo tomateiro quando irrigado com CO2 dissolvido na água e também aumento em massa fresca de frutos, principalmente quando o solo foi coberto com "mulching", o que aperfeiçoou o efeito do gás no solo.

Cramer & Lips (1995) não constataram aumento na concentração de NO3- nos tecidos do tomateiro sob enriquecimento da rizosfera com 5000 mmol mol-1 de CO2, mas este tratamento elevou o fluxo de NO3- na seiva do xilema da planta.

De acordo com Baron & Gorski (1986) o enriquecimento carbônico da rizosfera da cultura da berinjeleira, com 0,03%, levou ao aumento de massa seca de frutos, devido à absorção do CO2 pela raiz, ficando provado que a planta recuperou na parte aérea em torno de 37% do 14C aplicado na rizosfera com a água de irrigação, o que contradiz o resultado deste trabalho. Entretanto, Enoch & Olesen (1993) citam que o CO2 absorvido pelas raízes deve ser consideravelmente menor que 1% da quantidade absorvida pela fotossíntese das folhas.

Gao & Lips (1997) trabalharam com enriquecimento carbônico do sistema radicular do tomate, na concentração de 4.800 mmol mol-1, e obtiveram maior absorção de nitrato. Concluíram que o 14CO2 absorvido pelas raízes pela enzima PEP-carboxilase e incorporado ao esqueleto carbônico, aumentou a demanda por N para formação de moléculas orgânicas e, conseqüentemente, aumentou a absorção de nitrato.

No que diz respeito à enxertia, Cañizares (2001) relatou que esta técnica em pepineiro aumentou a quantidade de nitrogênio na folha da planta em 30%, sendo que no caule o ganho em N foi de 49% em relação ao pé-franco, o que discorda do resultado deste trabalho, talvez devido ao fato do pepineiro ser uma espécie mais adaptada que o tomateiro em relação à enxertia. Macedo Júnior (1998), também encontrou maior quantidade de N no caule da planta enxertada de pepineiro.

A melancia 'Fujihikari' enxertada nos híbridos de abóbora 'Squash' e 'Bottle Gourd' teve maior concentração de N-NO3- no exudato da seiva do xilema que no pé-franco, na fase de abertura das flores da planta. No entanto, aos 14 e 45 dias após a polinização, somente a planta enxertada no 'Squash' apresentou maior teor de N-NO3- na seiva do xilema (Yamakasi et al., 1994), resultado que diverge dos encontrados neste trabalho, possivelmente pelo fato de que a planta investigada pertence a outra espécie vegetal, apresentando desempenho diferente com relação à absorção de N quando submetida ao processo de enxertia.

Com os resultados obtidos na assimilação do N, a cicatriz formada no ponto de enxertia do tomateiro não interferiu no transporte de N para as folhas e frutos da planta, mas também não incrementou a nutrição da parte aérea da planta com o nitrogênio.

Produção

O número total de frutos por planta (NFT), a massa fresca total de frutos por planta (MFT), o número de frutos comercial (NFC) e a massa fresca de frutos comerciais (MFC), não apresentaram diferença entre os tratamentos de doses de CO2 e tampouco entre as plantas enxertadas e pés-francos (Tabela 2). A ausência de diferença ocorrida entre os tratamentos deve-se ao fato de que o CO2 fornecido nessas condições, tanto nas plantas enxertadas como nas de pés-francos, não promoveu alterações químicas na solução do solo a ponto de proporcionar aumento da quantidade de nitrogênio transportado para a parte aérea da planta e nem aumento na massa seca de folhas e frutos. Entretanto, o poder tampão do solo pode ter inibido provável efeito favorável à aplicação do CO2 na rizosfera do tomateiro, via água de irrigação.

 

 

Baiget (2002) também não encontrou diferença na produção total e comercial com a aplicação de CO2, via água de irrigação, na cultura do pimentão quando cultivado em solo natural. No entanto, no cultivo em substrato houve aumento de produção, quando irrigado com CO2 dissolvido na solução nutritiva. Segundo a autora, essa diferença de resposta de produtividade do pimentão à aplicação do gás na água, quando cultivado no solo ou em substrato, pode ter ocorrido devido ao fato de que o poder tampão do solo inibe o efeito químico causado pelo CO2 na água.

Enriquecendo a rizosfera do tomateiro com 5,68 mM de KHCO3- por dm3 de solução nutritiva, Bialczyk et al. (1996) demonstraram que a planta teve aumento em produção de 32,6% em relação à testemunha, devido ao fato de o HCO3-, segundo os autores, ter sido absorvido pelas raízes e transportado para a parte aérea para constituir compostos orgânicos. Esse resultado contrasta com o verificado neste trabalho, pois a incorporação do CO2 pelas raízes parece não ter acontecido, já que não se observou ganho em produção dos tratamentos com CO2 em relação à testemunha.

No trabalho de D'Andria et al. (1990), o tomateiro cultivado com "mulching" e irrigado com CO2 dissolvido na água teve aumento em produtividade de 7 t ha-1 em relação à testemunha; no entanto, quando cultivado sem "mulching" não houve diferença em produção em relação ao tratamento sem o gás na irrigação. Neste caso, o "mulching" aperfeiçoou o efeito do gás na reação do solo, causando uma ligeira queda no pH, o que possibilitou melhoria na absorção de nutrientes. Novero et al. (1991) também constataram que o efeito do CO2 é melhorado quando se utiliza "mulching" como cobertura do canteiro de cultivo, sendo que nessa condição, obtiveram aumento no ganho de produção do tomateiro na ordem de 9%.

Hartz & Holt (1991) utilizando doses de 0; 0,5 e 1,0 g de CO2 por L de água, relataram que o tomateiro e o pepineiro não tiveram aumento em produção de frutos comerciais, havendo até decréscimo em função das doses, o que pode ter ocorrido em função do efeito fitotóxico causado pelo gás na rizosfera das plantas.

Com 200 ppm de CO2 na água de irrigação do pepineiro, Ibrahin (1992) relatou aumento na produção na ordem de 22,9% em relação ao tratamento sem CO2, fundamentado na melhoria de absorção de nutrientes causada pela queda momentânea do pH do solo sob o efeito do gás na água.

Cañizares (2001) também não encontrou diferença em produção entre plantas enxertadas e pé-franco de pepineiro; no entanto, o número de frutos comerciais foi maior nas plantas enxertadas. Já no trabalho de Lopes & Goto (2003), plantas enxertadas de tomateiro produziram mais que o pé-franco, mas não diferiram entre si quando se utilizou o híbrido 'Anchor T' e 'Kaguemusha' como porta enxerto para o 'Momotaro'.

Nas condições em que foi conduzido este ensaio, não houve interferência negativa e tampouco positiva da técnica da enxertia no que diz respeito ao transporte de nitrogênio para a parte aérea da planta.

 

AGRADECIMENTOS

À CAPES e FAPESP.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido para publicação em 20 de março de 2006; aceito em 27 de fevereiro de 2007

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