Avaliação do desenvolvimento radicular e atributos de genótipos de milho submetidos a níveis de palha no Sistema Plantio Direto
João Carlos de Moraes Sá1; Angelo M. Vieira2; Diego L. Bozza2;Sidnei Ahraus2; Ademir O. Ferreira2; Lucas Bueno2; Márcia F. M. Sá1;André G. Figueiredo3; Márcio Schon3; Marcelo Nishikawa3;João A. Oliveira3 & José G. Gonçalves31 Professor Adjunto, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Departamento de Ciência do Solo e Engenharia Agrícola, Av. Carlos Cavalcanti, 4748, Campus de Uvaranas, CEP 84030-900, Ponta Grossa-PR, E-mail: jcmsa@uepg.br;2 Acadêmico do Curso de Agronomia da Universidade Estadual de Ponta Grossa, PR 3 Eng. Agrônomo, Monsanto do Brasil Ltda, Departamento de Tecnologia, São Paulo, SP.
1. Introdução
Atualmente estima-se ao redor de 20 a 21 milhões de hectares cultivados no sistema plantio direto (SPD) no Brasil, atingindo quase 48% da área em produção de grãos (FEBRAPDP, 2003). A sua expansão em todo território nacional tem gerado intenso questionamento na área de solos, principalmente quanto aos processos básicos de transformação da matéria orgânica, a ciclagem de nutrientes, o manejo da acidez, o modo de aplicação de nutrientes e o desenvolvimento radicular das culturas.
Do ponto de vista da fertilidade do solo, diversos trabalhos enfocaram o efeito da mineralização dos resíduos culturais no acúmulo de nutrientes na camada superficial, melhorando a fertilidade e influenciando as culturas em rotação (Muzilli, 1981, 1983 e 1985; Sidiras e Pavan, 1985; Sá, 1993; 1995; 1999 e Sá et al., 2001).
Na década dos 80 e dos 90, o questionamento quanto ao manejo da fertilidade do solo no sistema plantio direto foi intenso em diversos segmentos da pesquisa e da assistência técnica, principalmente sobre a correção da acidez e o modo de aplicação de fertilizantes. Entre os macronutrientes, o nitrogênio, devido à elevada mobilidade no solo e as transformações da fração orgânica, e o fósforo, devido a sua baixa mobilidade no solo e a suscetibilidade às reações de fixação, ocuparam a atenção em inúmeros trabalhos relacionados ao modo de aplicação.
Na década dos 90, o avanço no conhecimento de atributos da fertilidade, desencadeou maiores estudos sobre o desenvolvimento radicular das culturas, destacando-se particularmente, o milho (Sá & Petrere, 1996). Estes estudos mostraram que ao contrário do que se imaginava, a adoção e manutenção do SPD por longo período resultou no aumento da porcentagem de raízes na camada superficial e em profundidade, alterando assim a distribuição espacial do sistema radicular no perfil do solo. Constataram que quanto maior o tempo de adoção do sistema plantio direto melhor foi a distribuição radicular. Da mesma forma, foi constatado maior quantidade de raízes de milho na camada superficial de 0-10 cm no plantio direto comparado ao preparo convencional (figura 1). Observaram maior distribuição do sistema radicular com a profundidade em solos com ausência de compactação e em diferentes classes de textura (figura 2). Os autores constataram correlação significativa entre o número de raízes na camada superficial e o conteúdo de carbono orgânico do solo devido ao tempo de adoção do plantio direto e também entre o rendimento de grãos e o número de raízes na camada de 0-40 cm.
O perfil radicular (média de 33 trincheiras) em solos sob plantio direto na região dos Campos Gerais e da região do planalto gaúcho (média de 97 trincheiras) revelou que a maior concentração de raízes na camada superficial de 0-10 não restringiu o desenvolvimento radicular em profundidade.
Nos perfis avaliados, a fertilidade do solo apresentava um gradiente em função do aumento da profundidade. Embora tenha sido constatada baixa fertilidade nas camadas abaixo de 40 cm com a presença de alumínio tóxico, foi observada elevada quantidade de raízes até 1,0 m de profundidade. É uma evidência que outros atributos do solo e processos associados ao não revolvimento do solo estão atuando e refletindo no desenvolvimento radicular. Dessa maneira, a procura por relações entre os parâmetros físicos, químicos e biológicos do solo, em função de sistemas de manejo, e do desenvolvimento de raízes das plantas assume maior importância.
Entre as inúmeras alternativas de sistemas de rotação de culturas para o plantio direto, o milho tem sido considerado uma espécie chave para o sucesso e manutenção do SPD. Além disso, tem sido a cultura que aporta a maior quantidade de resíduos culturais ao sistema (Sá et al, 2001).
O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento do sistema radicular, a extração de nutrientes e a produtividade de grãos de genótipos de milho submetidos a níveis de palhada na superfície do solo visando identificar os genótipos com maior capacidade de adaptação ao sistema plantio direto.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 O programa de pesquisa
O programa de pesquisa foi desenvolvido em duas linhas de ação:
1) Avaliação do sistema radicular, da massa seca total, da extração de nutrientes e da produtividade de grãos em diferentes quantidades de palha na superfície do solo sob plantio direto. Essa etapa foi conduzida em três locais: a) Em Ponta Grossa, na estação experimental da Monsanto do Brasil, no ano agrícola de 2001/02 e 2002/03, e na Fazenda Paiquerê (Ventania – Piraí do Sul/PR) no ano 2003/04; b) Em Rolândia, na estação experimental da Monsanto do Brasil, no ano agrícola de 2002/03 e 2003/04; c) Em Montividiu-GO, na Fazenda Vargem Grande, propriedade do Sr. Andreas Peeters no ano agrícola de 2002/03 e 2003/04 (Figura 3).
2) Levantamento da quantidade de palha em diferentes regiões do território brasileiro e avaliação da produtividade de grãos sob diferentes níveis de palha em áreas de produtores que adotam o sistema plantio direto há longo período com rotação de culturas.
2.2 Descrição geral do meio físico das áreas experimentais
A tabela 1 apresenta a localização e as características gerais das áreas onde foram implantados os experimentos.
Tabela 1. Descrição geral dos locais – Localização, clima e solo
Locais
Identificação
Itens
Ponta Grossa (PR)
Rolândia (PR)
Montividiu (GO)
Localização
Latitude
25° 20’ S
23° 16’ S
13° 30’ S
Longitude
50° 20’ W
51° 28’ W
49° 30’ W
Altitude
910 m
650 m
880 m
Vegetaçãonatural(antes da agricultura)
Campos naturais de gramíneas
Floresta subtropical/transição
Vegetação decerrado médio-alto
Clima
Tipo*
mesotérmico, úmido, subtropical, tipo cfb
mesotérmico, transição subtropical/tropical (cfa)
Úmido tropical com estação seca definida
TMA**PMA***
18.7°C 1545 mm
21,8°C1410 mm
25,6°C1580 mm
Presença deveranico
eventual
maior freqüencia
freqüente
Presença deestação secadefinida
Inexistente
Eventual
Existente (abril a setembro)
Solo
Tipo
Latossolo Vermelho
Latossolo Roxo
Latossolo Vermelho
Textura
argilosa
muito argilosa
argilosa
Material de origem e tipode argila§
Folhelho Kao; Gib; Hem; Goe
Basalto Kao; Gib; Hem
Sedimentos Kao; Gib; Hem; Goe
Uso e manejo
PD 6 e 7 anos (2002 e 2003)17 anos 2004
PD há 4 anos
PD há 10 anos
Rotação§§de culturas
Av/Sj/Tg/Av/Mlh
Mlt/Sj/Mlh+Brq/Alg/Sj
*Classificação climática de acordo com Koeppen;**Temperatura media anual***Precipitação media anual§ Kao = Kaolinita; Gib = Gibsita; Hem. = Hematita; Goe = Goethita§§ Av = Aveia preta; Sj = Soja; Tg = Trigo; Mlh = Milho; Mlt = Milheto; Brq = Braquiária; Alg = Algodão
2.3 Caracterização química e física do solo
A coleta de amostras do solo foi realizada nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-80, 80-90 e 90-100 cm, nas trincheiras escavadas para a avaliação do sistema radicular (Tabela 2). Em cada repetição a coleta foi realizada em 10 trincheiras para constituir uma amostra composta.
Tabela 2. Resultados da análise química e física do solo em amostras coletadas em trincheiras escavadas nas sub-parcelas no estádio de florescimento pleno dos genótipos de milho (média das 03 repetições), em Janeiro de 2002(1).
Prof.
pH
C
P
Al
H+Al
Ca
Mg
K
CTC
V
Al
Areia
Silte
Argila
(cm)
CaCl2
gdm-3
mgdm-3
------------- cmolc cm-3 -------------
-------%-------
--------- g kg-1----------
Ponta Grossa - PR(2)
0-10
4,8
26,3
8,0
0,1
7,0
3,6
2,1
4,0
13,0
47,0
0,7
294
286
420
10-20
4,8
25,0
1,7
0,2
6,8
2,6
2,1
0,2
11,8
42,7
8,9
299
268
433
20-30
4,6
19,3
0,5
7,2
1,4
1,7
0,2
10,5
31,3
27,2
289
364
447
30-40
4,6
16,3
0,2
0,4
6,9
1,1
2,0
0,1
10,6
32,0
19,6
273
227
500
40-50
4,9
14,7
0,2
5,6
1,9
1,2
0,1
8,7
35,3
14,2
267
243
500
50-60
5,0
13,7
0,1
5,1
1,5
1,9
0,0
8,5
40,0
10,2
263
230
507
60-70
5,0
11,7
0,1
0,0
4,8
1,9
1,2
0,0
7,9
39,0
9,8
247
193
560
70-80
5,0
11,0
0,1
0,0
4,9
1,1
1,7
0,0
7,7
36,7
7,3
248
192
560
80-90
4,9
10,0
0,1
5,1
9,0
1,4
0,0
7,4
31,3
0,0
241
199
560
90-100
4,8
8,7
0,1
0,2
6,8
0,8
1,1
0,1
7,0
28,0
0,0
236
197
567
Rolândia - PR(3)
0-10
5,9
23,7
10,2
0,2
3,4
8,3
3,6
0,9
16,2
19,0
0,0
165
162
673
10-20
5,8
19,0
2,7
0,0
3,7
8,9
3,2
0,5
16,4
77,3
0,0
165
169
667
20-30
5,8
15,0
0,1
0,0
3,6
7,6
3,1
0,3
14,6
75,3
0,0
141
172
687
30-40
5,6
12,7
0,1
0,0
3,8
7,4
2,7
0,2
14,1
73,3
0,0
122
198
680
40-50
5,7
10,3
0,4
0,0
3,6
7,0
2,2
0,1
13,0
72,3
0,0
108
185
707
50-60
5,7
8,0
0,7
0,0
3,6
6,9
7,1
0,1
12,6
71,3
0,0
132
203
707
60-70
5,7
7,7
1,3
0,0
3,6
6,3
1,9
0,1
11,9
69,7
0,0
101
206
693
70-80
5,7
7,7
1,5
0,0
3,7
6,5
2,0
0,1
12,3
69,7
0,0
106
194
700
80-90
5,7
8,7
1,5
0,0
3,5
5,7
2,1
0,1
11,4
69,0
0,0
156
164
680
90-100
5,7
6,3
1,3
0,0
3,4
5,4
1,9
0,1
10,8
68,3
0,0
116
171
713
Montividiu - GO(4)
0-10
4,8
23,3
1,4
0,2
4,3
1,7
1,2
0,2
7,3
42,0
7,7
511
129
360
10-20
4,7
17,7
0,5
0,2
4,5
1,0
0,1
6,6
32,0
11,2
502
165
333
20-30
4,8
16,3
0,1
4,0
0,9
1,0
0,1
6,0
34,0
6,5
483
182
333
30-40
5,0
14,3
0,0
0,1
3,6
0,8
1,0
0,1
5,5
33,7
3,6
472
181
347
40-50
5,1
12,7
0,0
3,4
0,7
0,9
0,1
5,1
33,3
0,0
461
159
380
50-60
5,0
13,0
0,0
3,3
0,6
0,8
0,1
4,7
29,3
0,0
449
184
367
60-70
5,1
11,7
0,0
3,3
0,6
0,7
0,0
4,7
28,7
0,0
444
189
367
70-80
5,2
11,7
0,2
0,0
3,1
0,6
0,8
0,0
4,5
31,0
0,0
441
159
400
80-90
5,3
9,3
0,1
0,0
3,0
0,5
0,7
0,0
4,3
30,3
0,0
440
154
407
90-100
5,5
9,3
0,1
0,0
3,4
0,5
0,7
0,0
4,6
26,3
0,0
440
173
387
(1) As análises químicas e físicas foram realizadas utilizando metodologia descrita por EMBRAPA, 1979. (2) Média dos três anos (2001,2002 e 2003); (3) e (4) refere-se a média dos anos de 2003 e 2004.
2.4 Desenho experimental, descrição da implantação e análise estatística
O desenho experimental foi constituído em blocos ao acaso com arranjo em parcelas sub-divididas com três repetições. A parcela foi representada pela quantidade de resíduos culturais (palhada) mantidos na superfície do solo e a sub-parcela foi representada por genótipos de milho. No experimento em Ponta Grossa, Ventania e Rolândia a palhada da cultura anterior foi aveia preta e em Montividiu foi a Braquiária decumbens. No ano agrícola de 2001-02 o experimento foi implantado somente em Ponta Grossa e os tratamentos tiveram os seguintes níveis de palhada na superfície: Sem palha; 5,0 ton ha-1; 10,0 ton ha-1. A sub-parcela foi constituída por genótipos de milho, que variou em função do local e do ano.
A parcela com 5,0 ton ha-1 de palhada, representa a quantidade de palha (parte aérea) obtida na área experimental através da média de dez pontos para a avaliação da massa seca. A parcela sem palha foi constituída a partir da retirada de toda a palha que estava na superfície do solo, com o auxílio de um rastelo de hastes de aço flexível, para evitar o revolvimento e a alteração da estrutura da camada superficial do solo obtida com a adoção do plantio direto. A parcela com 10,0 ton ha-1 de palhada, foi constituída através da transferência da quantidade de palha oriunda da parcela sem palha sobre a parcela 100%. O corte e a distribuição da palha nas parcelas foi realizada manualmente para manter o nível planejado. A Figura 4 ilustra a o desenho esquemático do experimento e a visão geral no talhão no primeiro ano de estudo (2001-02). Os genótipos foram escolhidos de acordo com a adaptação para cada local e obedeceu o critério de desenvolvimento de híbridos da Agroceres-Monsanto visando selecionar os materiais com maior adaptação ao sistema plantio direto.
Genótipos utilizados: BC 9101, BC 9303, BC 9503, AG 6018, AG 9020, BC 9603, BC 9703, MTC 907, MTC 955, BC 9203, EX 1104, EX 3308, EX 1108, AG 8021, MTC 907, AG 9090, BC 9703, AG 2020, AG 2060, EX 1104, EX 3308, EX 1108, EX 3307, AG 7000, AG 7575 BC 9403, AG 6040, AG 9010, BC 9050, EX 3308, EX 1107. No ano 2002-03 e 2003-04 foi incluído os locais de Rolândia-PR e Montividiu-GO, e eliminado o tratamento com o dobro da palhada detendo-se a dois tratamentos: Plantio Direto Sem Palha e Com Palha (figura 5).
As dimensões das parcelas eram de 10 m x 50 m e das sub-parcelas de 8 m de comprimento e seis linhas para cada híbrido semeadas manualmente com auxílio de matracas em sulcos abertos através dos dispositivos de colocação de fertilizante de uma plantadora. A adubação nitrogenada de cobertura foi realizada no estádio V2 e V6 (50% da dose em cada estádio), utilizando-se uréia como fonte de nitrogênio.
Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e as médias comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de significância (p < 0,05), para caracterizar as diferenças entre os tratamentos. Análises de correlação de Pearson entre as variáveis foram utilizadas para avaliar seu grau de afinidade e as equações de regressão foram selecionadas para ajuste dos modelos. O nível de significância estatístico para as equações de regressão e os coeficientes de correlação de Pearson foi descrito como p < 0,05; p < 0,01 e p < 0,001 representado por *, **, ***, respectivamente.
2.5 Avaliação do sistema radicular
A metodologia utilizada para quantificação do comprimento radicial no perfil do solo, foi através do processamento de imagens digitais descrito por Crestana et al. (1994), Jorge et al. (1994) e Fante Júnior (1997). As trincheiras foram escavadas no sentido perpendicular à linha central de cada unidade experimental do milho, no estádio de florescimento pleno. A face para a avaliação das raízes foi centrada na linha da planta, cujas dimensões eram de 1,10 m de largura e 1,3 m de profundidade. Esta face foi descascada manualmente em ± 1 a 2 cm para expor as raízes e obter as imagens com auxilio de uma câmara digital (Sony 3,2 Megapixel) sobre um quadro de madeira com 0,80 m de largura e 1,0 m de profundidade (medidas internas), dividido em quadrículas por fios de nylon de 0,10 x 0,10 m (Figura 6).
Em cada trincheira obteve-se 80 imagens que foram processadas através do programa computacional Corel Draw, versão 9.0, para fazer o contraste das raízes. A quantificação (comprimento, área, diâmetro e distribuição das raízes) foi feita através do software denominado SIARCS, desenvolvido por Crestana et al. (1994) e Jorge et al. (1994).
2.6 Determinação de macronutrientes no tecido de atributos da planta
Foram determinados o N, P, K, S, Ca e Mg no tecido de folhas, colmos e grãos de plantas coletadas no estádio de maturidade fisiológica para avaliar a extração total pela planta. O cálculo da extração total foi baseado na concentração do elemento no tecido vegetal e convertido para kg ha-1 em função da massa seca de cada atributo.
Tabela 3. Descrição das atividades durante a condução do experimento
Locais
Atividades
Ponta Grossa-Ventania
Rolândia
Montividiu
Época de semeadura
Outubro(05; 07; 08)
Outubro
Outubro/Novembro
Adubação
360 kg ha-1 da formula08-25-20 + 120 kgde N/ha em cobertura
360 kg ha-1 daformula 08-25-20 +120 kg de N em cobertura
400 kg ha-1 da formula10-20-20 + 90 kg deN em cobertura
Populaçãode plantas
Média de 57500 plantas/ha
Média de 55000 plantas/ha
Avaliaçãodo sistema radicular
Janeiro (florescimento pleno até início de enchimento de grãos)
Janeiro (florescimento pleno até início deenchimento de grãos)
Coleta de amostrasde solo
Idem (coleta emcamadas de 10 em10 cm até 100 cm)
Avaliação massa seca
Duas plantas por parcela após avaliação raízes
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados serão apresentados em duas etapas, sendo a primeira referente ao levantamento da quantidade de palhada encontrada em diversas áreas que adotam o plantio direto há longo período. Também será apresentado o ano agrícola de 2001-02 desenvolvido em Ponta Grossa–PR. Nesta etapa foi avaliado o desenvolvimento radicular, a massa seca da planta, a extração de nutrientes, atributos da fertilidade do solo e o rendimento de grãos.
Os resultados dos anos agrícolas 2002-03 e 2003-04, referem-se à segunda etapa e inclui as regiões de Rolândia-PR e Montividiu-GO, além de áreas de produtores na região sul, sudeste e Centro-Oeste.
Avaliação da quantidade de resíduos culturais
O levantamento da quantidade de resíduos culturais em diversas regiões do Brasil revelou uma ampla faixa de variação: desde 7 até 16 ton/ha (Figura 7). Entretanto, o potencial de produção de resíduos com a intensificação dos sistemas de produção com melhor combinação das culturas e a inclusão da integração agricultura pecuária é superior aos resultados apresentados.
3.1 Primeira etapa - ano agrícola 2001-2002 (Ponta Grossa – PR)
3.1.1 Desenvolvimento radicular x quantidade de palha na superfície do solo
A quantidade de palha na superfície do solo afetou significativamente o comprimento de raízes de todos os genótipos. Quanto maior a quantidade de palha adicionada na superfície do solo, maior foi o comprimento do sistema radicular (Figura 8). Observou-se um incremento de 30,1% e 39,7% na média geral das raízes dos genótipos devido aos tratamentos com 5,0 e 10,0 ton ha-1 de palha, respectivamente.
O aumento na quantidade de palha resultou em maior comprimento de raízes tanto na camada superficial como em profundidade no perfil. Na camada superficial de 0-10 cm a resposta do sistema radicular à quantidade de palha foi linear e o ganho médio foi de 22 até 42% em favor dos tratamentos com 5,0 e 10,0 ton ha-1 de palha de aveia preta (Figura 9). Por outro lado, na camada de 10-40 cm e 40-100 cm, a resposta do comprimento radicular foi significativa somente para a quantidade de 5,0 ton ha-1 de palha, cujos ganhos em relação ao tratamento sem palha foram de 31 e 33%, respectivamente. Isto indica que o aumento na quantidade de palha na superfície contribuiu para a melhoria de atributos do solo que governam as funções básicas, tais como o aumento do armazenamento de água no solo, a redução da amplitude térmica e a ciclagem de nutrientes na camada superficial proporcionando maior expansão do sistema radicular.
O efeito da palha na superfície do solo sobre o crescimento radicular pode ser explicado da seguinte forma: a) o efeito físico da cobertura do solo na redução da evaporação do solo e da amplitude térmica resultaria em ambiente mais favorável ao desenvolvimento abundante de raízes terciárias. Essas raízes se caracterizam por uma meia vida curta e são altamente sensíveis a temperaturas superiores a 36°C. Em geral não possuem uma camada espessa de suberina e têm elevada afinidade na absorção de nutrientes; b) Na camada superficial ocorre o aumento da matéria orgânica do solo e da fertilidade proporcionando maior suporte de nutrientes para a absorção pelas raízes; c) as primeiras raízes nodais encontram o ambiente favorável (maior disponibilidade de água e temperatura mais amena) para absorção de cálcio e acúmulo na coifa, proporcionando maior proliferação de raízes. A maior concentração de cálcio na coifa irá estimular maior desenvolvimento radicular em profundidade; d) a liberação de compostos orgânicos oriundos da decomposição dos resíduos culturais tem sido citado como estimulador da rizosfera e do crescimento da raiz devido a formação de complexos de ácidos orgânicos com íons de alumínio. É também conhecido o efeito de compostos orgânicos hidrossolúveis oriundos da decomposição do material orgânico deslocando bases trocáveis, em especial o cálcio, resultando na melhoria do ambiente radicular em profundidade (Franchini et al., 1999). Ao mesmo tempo, esses efeitos parecem estender-se no perfil do solo, resultando na capacidade que a planta terá para a absorção de água. Conforme ocorreu o aumento da quantidade de palha na superfície do solo a distribuição radicial foi mais uniforme em profundidade. A figura 10 ilustra a distribuição do sistema radicular em profundidade até 1,0 m.
O aumento do sistema radicular em profundidade proporcionará maior capacidade das plantas em manter o suprimento adequado de água e nutrientes em períodos de estiagem. Esta afirmação é de grande importância para regiões com elevadas temperaturas e ocorrência de veranicos durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento do milho. Apesar do maior desenvolvimento radicular na camada de 0-10 cm o ganho relativo (em porcentagem) foi bem distribuído ao longo do perfil nos dois tratamentos com palha. Outrossim, o ganho relativo no tratamento com a maior quantidade de palha na superfície quase duplicou na camada até 20 cm em relação ao tratamento com 5,0 ton ha-1 de palha. Além disso, o ganho relativo foi superior no tratamento com 10,0 ton ha-1 em todas as camadas abaixo de 50 cm de profundidade. Isto indica que a liberação de compostos hidrossolúveis oriundos da decomposição dos resíduos culturais e associados às bases trocáveis estão atuando na melhoria do ambiente radicular em profundidade estimulando maior desenvolvimento.
O ganho relativo (média para todas as camadas amostradas) foi de 30,3 e 39,7% para os tratamentos com 5,0 e 10,0 ton ha-1 em relação ao tratamento sem palha (Figura 11). O tratamento com a maior quantidade de palha na superfície promoveu o maior desenvolvimento radicular abaixo de 50 cm.
A análise de regressão entre a quantidade de palha (QP) e o comprimento total do sistema radicular (CR), expresso em m de raiz/0,8 m2 de face no perfil do solo, revelou significativo relacionamento (p < 0,05) entre esses parâmetros (Eq. 1, Figura 12): CR (m/0,8 m2) = 21,48 + 1,74QP – 0,0887QP2 (R2 = 0,999***)
Pode-se afirmar que para cada tonelada de palha adicionada na superfície houve um incremento de 174 cm de raiz por 0,8 m2 de face no perfil do solo.
Embora o efeito da quantidade de palha tenha sido significativo (p < 0,05) sobre o desenvolvimento radicular na média geral dos genótipos, observou-se uma ampla faixa de resposta dentro de cada híbrido (Figura 13).
Os genótipos BC 9101, BC 9303, AG 6018, BC 9603, BC 9203 e EX 1104 apresentaram os maiores incrementos com os tratamentos de palha comparado ao tratamento sem palha. A seleção de genótipos com maior habilidade em explorar o perfil do solo modificado pela adoção do sistema plantio direto, associado ao aporte e a manutenção dos resíduos culturais, será de grande valia para definir melhor estratégia de uso e manejo. Os genótipos com maior capacidade de desenvolvimento radicular nesses ambientes terão maior capacidade de tolerância a períodos secos e a maior capacidade de extração de nutrientes. A figura 14 apresenta o ganho relativo de cada híbrido nos tratamentos com palha em relação ao tratamento sem palha. O incremento com a adição de 5,0 ton ha-1 variou de 11,7 % até 54,0 % e o AG 6018 apresentou o maior ganho relativo com a presença de palha. A amplitude do ganho relativo no comprimento radicular entre o tratamento sem palha e com adição do dobro de palha foi de 21,2 % até 76 % e os genótipos que se destacaram foram o BC 9101, BC 9303, AG 6018, BC 9603, BC 9703 e o BC 9203 com incrementos acima de 40%.
A amplitude de resposta entre os genótipos foi ainda maior quando se realizou a estratificação do comprimento radicular em três camadas (0-10; 10-40 e 40-100 cm). Na camada de 0-10 cm a variação foi maior e diferenciou os genótipos com maior capacidade de adaptação ao plantio direto corroborando com a hipótese formulada. Em regiões de altitude acima de 800m com temperaturas mais amenas, o arranque e o estabelecimento da planta é de suma importância para expressar o potencial de produção. Nestas regiões a taxa de decomposição da aveia preta é mais lenta na fase inicial de desenvolvimento do milho. Além disso, a relação C:N mais elevada dos resíduos de aveia preta, estimula a reutilização do nitrogênio mineralizado, provocando a sua imobilização na biomassa microbiana. Conseqüentemente, ocorrerá um déficit de N no solo que coincidirá com a fase inicial de crescimento do milho. Por esse motivo, o maior desenvolvimento radicular proporcionaria a maior exploração do espaço poroso do solo e seria o ponto chave no suprimento de água e nutrientes adequados para o ciclo de desenvolvimento da planta. Outrossim, a planta teria menor risco em períodos de estiagem. Os genótipos AG 6018, AG 9020, BC 9603, MTC 955, BC 9203 e EX 1108 apresentaram incrementos no desenvolvimento radicular superiores a média (25,8%) no tratamento com a adição de 5,0 ton ha-1 de palha (Tabela 4). A resposta dos genótipos à adição de 10,0 ton ha-1 foi ainda mais expressiva e além dos genótipos anteriormente citados, incluem-se o BC 9303, BC 9503 e BC 9703, também superiores a média (42,5%).
Tabela 4. Ganho relativo (%) no comprimento radicular com a adição de palha na superfície em relação ao tratamento sem palha nas camadas de 0-10, 10-40 e 40-100 cm.
Quantidade de palha na superfície do solo
5,0 ton ha-1
10,0 ton ha-1
Genótipos
Camadas amostradas (cm)
0-10
10-40
40-100
Média
0-10
10-40
40-100
Média
------------------------------------------------------ % ---------------------------------------------------
BC 9101
0,9
48,7
18,4
22,1
9,9
123,5
28,3
53,9
BC 9303
22,6
54,5
14,4
30,5
84,3
40,3
38,5
54,4
BC 9503
9,8
30,3
28,7
22,9
47,9
22,6
31,7
34,1
AG 6018
43,9
40,0
66,5
50,2
65,7
34,6
42,8
47,7
AG 9020
32,8
13,8
26,0
24,2
41,6
16,9
18,4
25,6
BC 9603
76,6
48,2
25,0
49,9
127,6
89,3
51,2
89,4
BC 9703
10,3
39,3
22,7
24,1
68,5
62,7
43,4
58,2
MTC 907
-15,5
32,3
21,5
12,8
-7,8
44,5
26,6
21,1
MTC 955
33,8
22,6
69,7
42,0
-11,3
14,9
55,0
19,5
BC 9203
78,1
53,9
21,5
51,1
113,1
33,9
48,6
65,2
EX 1104
-7,6
-22,7
41,8
3,8
38,8
25,9
38,1
34,3
EX 3308
0,4
21,4
21,5
14,4
-8,3
25,9
32,9
16,8
EX 1108
50,7
39,7
46,6
45,6
40,3
20,4
35,7
32,1
Média
25,8
32,5
32,6
30,3
46,9
42,7
37,8
42,5
O AG 6018 foi o genótipo que apresentou a melhor distribuição radicular no perfil, os maiores ganhos relativos nas camadas e também a melhor correlação entre comprimento radicular e o rendimento de grãos. O coeficiente de determinação da equação de regressão entre o rendimento de grãos e o comprimento radicular total de todos os genótipos foi elevado e significativo apresentando uma resposta quadrática (Figura 15).
Estes resultados permitem afirmar que quanto maior o desenvolvimento radicular maior será o rendimento de grãos. Em contraste, o híbrido AG 6018 se destacou entre os demais e apresentou uma resposta linear e elevado coeficiente de determinação, altamente significativo (R2 = 0,97***), indicando elevada afinidade entre esses parâmetros.3.1.2 Extração de nutrientes afetada pelo nível de palhaA quantidade de palha na superfície afetou a extração total de N, P, K, Ca, Mg e S (Figura 16). O aumento na quantidade de palha na superfície resultou na maior extração total de N, P e K, e não afetou a extração total dos elementos Ca, Mg e S. A ordem do ganho relativo na extração total em relação a quantidade de palha (5,0 e 10,0 ton ha-1) foi P < N < K, cujos valores foram de 5,4 e 11,3%, 17,6 e 26,4%, 30,4 e 47,1%, respectivamente. Esta ordem está coerente com a dinâmica desses elementos em solos sob plantio direto. De acordo com Sá (1995; 1999) a liberação de N e P pela decomposição dos resíduos culturais de aveia preta é um processo lento e gradual e a maior parte não coincide com o período de maior demanda pela planta. Daí a importância do manejo da adubação com esses elementos. Por outro lado, cerca de 80% do K dos resíduos culturais da aveia preta é liberado durante o ciclo do milho (Holtz e Sá, 1995; Borket et al., 2002). A quantidade de K reciclada pelos resíduos culturais de aveia preta é expressiva e atinge valores superiores a 110 kg ha-1.
Neste caso, a grande quantidade de K liberado dos resíduos culturais, associado aos efeitos da palha sobre a superfície, (dinâmica da água, redução da amplitude térmica) e ao maior desenvolvimento radicular, resultou no aumento da extração total do elemento. A análise de regressão entre os parâmetros quantidade de palha e extração total de N, P, e K e comprimento de raiz e extração total de N, P e K apresentou estreito relacionamento entre si (Figura 17). Pode-se afirmar que para cada tonelada de palha adicionada à superfície do solo ocorreu um aumento de 3,22 kg ha-1 de N, 0,89 kg de P e 6,4 kg ha-1 de K. Outrossim, em cada cm de raiz ocorreu a absorção de 15,9 g de N, 10,2 g de P e 72,6 g de K.
Também se observou maior acúmulo de P e K por tonelada de grão produzida com o aumento da quantidade de palha na superfície (Figura 18), com diferenças significativas entre os tratamentos. Embora para o N não tenha sido significativa a diferença entre os tratamentos com palha, observou-se melhor qualidade nos grãos.
3.1.3 Produção de grãos afetada pela quantidade de palha
A produtividade média geral do experimento neste primeiro ano foi de 12587 kg ha-1. Quando comparado o efeito da quantidade de palha sobre a média dos 13 genótipos por tratamento não se observou diferenças significativas entre si (Figura 19). Em contraste, a comparação entre genótipos dentro de cada tratamento revelou diferença significativa, indicando o comportamento diferenciado de genótipos em relação a quantidade de palha na superfície.
Os genótipos AG 6018, AG 9020, BC 9603, BC 9703 e MTC 909 apresentaram aumento significativo no rendimento de grãos com a adição de maior quantidade de palha. Por outro lado, os genótipos BC 9303 e BC 9503 apresentaram decréscimo significativo no rendimento de grãos. Isto indica que outros fatores associados à quantidade de palha estão influenciando na produtividade. De acordo com Sá (1993; 1999) a adição de elevada quantidade de palha de aveia preta com relação C/N entre 28 a 32 aumenta a biomassa microbiana, proporcionando a reutilização do N mineralizado da palhada. Em conseqüência, há carência de N nos estádios iniciais de desenvolvimento do milho e é possível que estes genótipos tenham maior sensibilidade e necessidade de maior quantidade de N para compensar esse efeito. Por outro lado, tem sido reportado queda na produção de milho devido aos efeitos relacionados a alelopatia. A quantidade de massa seca da cobertura de aveia preta e o intervalo entre a dessecação da cobertura verde e a semeadura do milho são os principais pontos citados.
3.2 Resultados do ano de 2002-03 e 2003-04
Neste período serão apresentados os resultados referentes ao desenvolvimento radicular (2002-03 e 2003-04) e a produção de grãos (2002-03) afetados pela presença e ausência de palha na superfície do solo, nas três regiões (Ponta Grossa-PR, Rolândia-PR e Montividiu).
3.2.1 Desenvolvimento radicular x quantidade de palha
O desenvolvimento radicular dos genótipos apresentou diferenças significativas entre si com a presença e a ausência de palha na superfície do solo. O nível da resposta variou em função da distribuição das chuvas e da região. Comparando a variação dos três anos em m Ponta Grossa, observou-se maior desenvolvimento no ano de 2001-02 quando ocorreu um período de estiagem durante os estádios V4 e V8. Em contraste, ocorreu diferença significativa no desenvolvimento radicular entre os anos de 2001-02 e 2002-03 quando a precipitação pluviométrica foi acima da média para o mesmo período (Figura 20).
Durante os estádios V4 e V8 ocorre a fase de elongação e maior expansão do sistema radicular. No ano de 2001-02 a estiagem neste período estimulou o maior desenvolvimento radicular com incrementos significativos na camada superficial e em profundidade. Por outro lado, no ano de 2002-03 a precipitação pluviométrica acima da média histórica da região não refletiu em diferenças entre a presença e ausência de palha com base na média de todos os genótipos. Somente a camada superficial de 0-10 cm apresentou diferenças significativas entre a ausência e presença de palha na média de todos os genótipos. Entretanto, quando a comparação foi entre os genótipos observaram-se diferenças significativas devido a presença e ausência de palha na superfície (Figura 21). Nos três anos o desenvolvimento radicular total e a distribuição em profundidade no perfil dos genótipos AG 6018 e AG 9020 foi significativamente superior na presença de palha.
A presença de 5 ton/ha de palha proporcionou o ganho de 11,5% no comprimento radicular total e 14,1% na produção de grãos. Pode-se afirmar que para cada tonelada de palha adicionada houve um acréscimo no comprimento radicular (população de 57500 plantas/ha) de 20700 m na profundidade de 0-1,0 m (Cálculo: 17,5 m – 15,7 m = 1,8 m/5 = 0,36 m x 57500 plantas) e de 260 kg/ha de grãos de milho.
Em Rolândia-PR, o nível de resposta apresentou a mesma tendência de Ponta Grossa no ano de 2002-03. A média geral do experimento não expressou diferenças significativas entre os tratamentos com palha, exceto na camada superficial de 0-10 cm. A produção de grãos teve a mesma tendência (Figura 22).
Entretanto, a comparação entre os genótipos nos tratamentos revelaram diferenças contrastantes. Entre os 10 genótipos avaliados 04 apresentaram maior desenvolvimento radicular e maior produtividade de grãos com a presença de 5,0 ton/há de palha. O híbrido AG 8021 obteve a maior resposta com 11,5% de acréscimo no rendimento de grãos com a presença de palha na superfície do solo (Figura 23).
O ganho no comprimento radicial total foi de 5% (Sem Palha = 19,48 m; Com Palha = 20,5 m). No entanto, o maior efeito foi na camada até 30 cm, com ganhos de 30% no comprimento radicular e 11,5% na produção de grãos. Pode-se afirmar que para cada tonelada de palha adicionada houve um acréscimo no comprimento radicular (população de 57500 plantas/ha) de 26220 m na profundidade de 0,3 m (Cálculo: 9,87 m – 7,59 m = 2,28 m em 0,3m de profundidade; divide-se por 5 ton palha = 0,456 m x 57500 plantas) e de 260 kg/ha de grãos de milho. O ganho em Rolândia foi superior ao de Ponta Grossa e um dos principais fatores para esse acréscimo está na maior fertilidade do solo (tabela 2).
Em Montividiu a diferença entre a ausência e presença de palha foi ainda superior (Figura 24).
A média da produção de grãos foi significativamente afetada pela presença de palha na superfície. Entre os genótipos ocorreu resposta contrastante dentro dos tratamentos sem e com palha. Entre os 10 genótipos avaliados 08 apresentaram maior desenvolvimento radicular e maior produtividade de grãos com a presença de palha (Figura 25).
Isto nos permite afirmar que a presença de palha na superfície promove alterações em atributos da fertilidade do solo que refletem positivamente no desenvolvimento radicular do milho conforme ilustra a figura 26.
Embora tenha ocorrido resposta no desenvolvimento radicular e na produção de grãos em todos os locais, pode-se afirmar que em regiões tropicais essa resposta é maior e os efeitos benéficos do plantio direto associado à manutenção de palha na superfície será mais evidenciada (Montividiu > Rolândia > Ponta Grossa). Também se pode afirmar que para as regiões subtropicais o montante de 5 a 6 toneladas de massa seca no inverno com a cultura de aveia preta anterior a cultura do milho proporcionará respostas significativas no comprimento radicular, na extração de nutrientes e na produção de grãos. Para a região tropical valores entre 6 e 8 toneladas antes da cultura do milho também terá a mesma resposta da cultura. Observou-se que nem sempre o maior sistema radicular proporcionou a maior produtividade, porém os genótipos mais produtivos na presença de palhada desenvolveram maior sistema radicular.
5. Considerações finais
A produtividade dos genótipos de milho foi afetada diferentemente pela quantidade de palha na superfície. Os genótipos AG 6018, AG 9020, e AG 8021 apresentaram aumento significativo no rendimento de grãos com a adição de maior quantidade de palha nos locais avaliados.
Quanto maior a quantidade de palha na superfície do solo maior foi o desenvolvimento radicular. Esse aumento foi até 42% na camada superficial de 0-10, até 41% na camada de 10-40 cm e até 38% na camada de 40-100 cm. A correlação entre desenvolvimento radicular e produção de grãos foi elevada e significativa. O híbrido AG 6018 apresentou a melhor correlação entre esses dois parâmetros.
Quanto maior a quantidade de palha na superfície maior foi à extração de nutrientes pelos genótipos de milho. Em ordem decrescente o potássio teve a maior extração seguida do nitrogênio e fósforo. O aumento da quantidade de palha não afetou a extração de cálcio, magnésio e enxofre.
Em latitudes mais baixas a resposta do desenvolvimento radicular e da produção de grãos à adição de palha foi mais acentuada. Em anos com menor precipitação pluviométrica nos estádios com a maior expansão radicular estimula seu desenvolvimento e o efeito da palha na superfície é maior. Quanto maior o conteúdo de carbono orgânico no solo maior foi o desenvolvimento radicular.Referências Bibliográficas
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